胚胎工程第4课时.ppt

3.2体外受精和早期胚胎培养,中国第一例试管婴儿郑萌珠1988年，中国第一例试管婴儿郑萌珠在北医三院出生，女婴出生时体重3900克，身长52厘米。,我国首例试管奶牛“滔滔”诞生1989年，在被称为中国“试管动物研究之父”的范必勤的主持下，全国第一只冷冻体外受精胚胎试管牛在南京诞生。这是我国首例采用冷冻体外受精的胚胎移植成功的试管牛。,试管动物技术,是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。,一、体外受精,1、概念：采用雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在体外培养条件下受精。2、过程：（1）卵母细胞的收集和培养；（2）精子的收集和获能；（3）获能精子和卵细胞的受精,实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是（）和（）的培养,体外受精,早期胚胎,（1）体外受精：采取雌性动物的（）和雄性动物的（），使其在（）中受精。,卵细胞,精子,试管,注：但发育的主要场所是（）,母体的子宫中,从试管牛说起,体外受精,1.卵母细胞的收集和培养,对不同动物,采取卵母细胞的方法不同,思考：为什么收集的卵母细胞要经体外培养后才能与获能精子受精？该过程涉及了我们前面所学的哪项技术？,2.精子的收集和获能,1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等2)获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪化学法：牛、羊,3.受精,在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程,二、胚胎的早期培养,培养液:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等.,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛体外受精胚胎,胚胎移植,代孕母牛,良种犊牛,成熟期牛,屠宰加工厂,市场,采集卵巢中的卵母细胞,“试管牛”工厂化生产的技术流程图,辨析：,试管婴儿,克隆羊,判断依据：是否由受精卵发育而来,复习：克隆动物的培育流程,辨析:体外受精与人工授精人工授精是指用人工的方法，使公畜的精液进入母畜的生殖道内，使精卵细胞结合。属于体内受精。,3.3胚胎工程的应用及前景,胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。,一、胚胎移植,1.胚胎移植概念,将雌性动物的早期胚胎,或者通过其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。,雌性动物的早期胚胎或体外受精及转基因、核移植等,提供胚胎的个体。,接受胚胎的个体。,同种（同一物种）、生理状态相同。,2、胚胎移植的优势：,充分发挥雌性个体的繁殖潜力（缩短供体本身的繁殖周期；增加供体一生繁殖的后代数）加速育种工作和品种改良；保持供体优良特性节约成本费用可用于保护珍稀动物,.,.,（意义）,思考？1、准备移植的小牛胚胎，移植到任何一头母牛的子宫内都能发育吗？2、供体与受体之间进行胚胎移植会不会发生免疫排斥反应？,3.胚胎移植的生理学基础,请认真阅读课本P76，思考讨论：(1)胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？(2)在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？(3)有人认为胚胎移植实质上是早期在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗？,2.胚胎移植的生理学基础,同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官的是相同的。,生理变化,为供体的胚胎移入受体提供相同的。,生理环境,早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于状态。,为胚胎的收集提供了可能,游离,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生。,免疫排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常的和联系，但其不受影响。,生理,组织,遗传特性,为胚胎在受体内的存活提供了可能,为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障,思考与讨论:1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗？,应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在。,正确。,胚胎移植成功与否要有两个条件（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,3、胚胎移植的基本程序,请认真阅读课本P77，图3-19，思考讨论：（1）胚胎移植的基本程序包括哪些？（2）每一步技术操作的作用如何？（3）为什么要进行这些操作？,3、胚胎移植的基本程序,（1）对供体、受体进行选择,供体：遗传性能和生产性能优秀的个体；受体：健康和正常繁殖能力的个体处理：同期发情具体做法：注射相关激素。,（2）超数排卵处理具体做法：注射促性腺激素,（3）配种或人工授精,精子来源：同种优良的雄性动物。,（4）胚胎的收集,在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？,不是，冲卵是将供体母畜体内的早期胚胎冲出来。,（5）对胚胎进行质量检查,你知道检查的目的吗？此时胚胎处于什么时期？,检查胚胎的发育状况，处于桑椹胚或囊胚进行胚胎移植的时间,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的条件是什么？胚胎为什么在此条件下保存？,-196摄氏度的液氮，可以保存收集到的多余的质量好的胚胎，用于下次胚胎移植。,（7）胚胎的移植,方法一：手术法具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。方法二：非手术法将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。,（8）对受体母牛进行是否妊娠的检查,（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理*,超数排卵*,供体公牛,配种,取出早期胚胎,质量检查,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,3、胚胎移植的过程：,未配种,同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。,1.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（）A.供体母牛必须是同一物种的良种B.受体母牛必须是同一物种的良种C.供体公牛必须是同一物种的良种D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,B,练习,练习,2.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（）A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行,A,D,3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是（）A.受体是为供体胚胎提供发育的条件B.受体与胚胎血型应相同，否则会发生免疫排斥反应C.受体与胚胎血液混融在一起D.胚胎心肺功能都能正常运行,A,巩固练习,供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是（）A、防止受体牛不愿意接受胚胎B、只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育C、只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同D、同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强,B,遗传性能优秀,健康有正常繁殖能力,同种遗传性能优秀,同期发情处理,胚胎移植,超数排卵,二、胚胎分割阅读课本，思考以下问题：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特点（3）胚胎分割的理论基础（4）胚胎分割操作过程,四、胚胎分割,1.概念:,2.优势:,指借助显微操作技术（采用机械方法）将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术。,后代具有相同的遗传物质。,可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。,3.特点:,问题探讨：,1、分割什么时期的胚胎?2、用什么仪器来分割?,.讨论,.时期,1、发育良好的，形态正常的32细胞期或囊胚.,2、实体显微镜和显微操作仪；切割刀、切割针,胚胎分割移植的显微操作,胚胎分割基本过程,代孕母牛,或酶处理,3、胚胎分割的基本过程,胚胎移入培养液；分割胚胎（机械法）；移植胚胎给受体；着床产仔。,4、操作注意事项：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。,胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。,5、胚胎分割技术的缺陷（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。,三.胚胎干细胞,阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源。（3）胚胎干细胞的特性。（4）胚胎干细胞的应用。,1.概念：简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。,2.特点:（1）形态：体积小.细胞核大,核仁明显；（2）功能：具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.体外培养可增殖不分化；（3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,补充：,干（祖）细胞：是指动物胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞.,按分化潜能分：(1)全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞。(2)多能干细胞：具有分化出多种细胞组织的潜能，失去发育成完整个体的能力。(3)专能干细胞：只能向一种类型或密切相关的两种类型分化的细胞。如骨髓造血干细胞、皮肤生发层细胞等。按来源分：(1)胚胎干细胞：当受精卵分裂发育成囊胚时，内细胞团的细胞即为胚胎干细胞。(2)成体干细胞：指已分化特定组织中的未分化细胞，可来源于胚胎、胎儿和成人的组织中，如造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等。,干细胞的分类：,胚胎干细胞应用,（1）治疗人类顽症：如帕金森综合症、少年糖尿病等。（2）培育人造组织器官：解决供体器官不足、免疫排斥等