(完整版)3.3胚胎工程的应用和前景

1、.区别（工程、方式）相同点最后工序 移植胚胎工程其他技术的最后一道胚胎工程其他技术的最后一道“ “工序工序” ”-胚胎移植手图一、胚胎移植一、胚胎移植1.1.概念概念: : 将雌性动物的将雌性动物的 ，或者通过其他方式，或者通过其他方式得到的胚胎，移植到得到的胚胎，移植到 的、的、 的其的其他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。他雌性动物的体内，使之发育为新个体的技术。同种同种生理状态相同生理状态相同早期胚胎早期胚胎胚胎移植的优势胚胎移植的优势可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力供体的主要职能：供体的主要职能： 只产生具有优良遗传特性的胚胎只产生具有优良遗传

2、特性的胚胎受体的职能：受体的职能： 担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务2.2.胚胎移植的意义胚胎移植的意义加速育种工作和品种改良；加速育种工作和品种改良；大量节省购买种畜的费用；大量节省购买种畜的费用；一胎多产；一胎多产；保存品种资源和濒危物种；保存品种资源和濒危物种；可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。增加一生繁殖的后代数量。1 1）. .哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内一段时间内同种动物的供体和受体生殖器官的同种动物的供体和受体生殖器官的生

3、理变化是相同的生理变化是相同的。为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境移移植植到任何一头动物子宫内都能发育吗到任何一头动物子宫内都能发育吗?3.3.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础( (重点重点) )2 2）. .哺乳动物的胚胎形成后哺乳动物的胚胎形成后处于处于游离状态游离状态，在，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系。为胚胎的收集提供了可能为胚胎的收集提供了可能为什么能收集到胚胎为什么能收集到胚胎?3 3）. .受体对移入子宫的外来胚胎受体对移入子宫的外来胚胎基本上基本上不发生不发生免疫排斥反应。免疫排斥

4、反应。为胚胎在受体内的存活提供了可能为胚胎在受体内的存活提供了可能供体和受体会不会发生排斥供体和受体会不会发生排斥？4 4）. .供体胚胎可与受体子宫建立正常的供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和生理和组织联系组织联系，但移入受体的供体胚胎，其，但移入受体的供体胚胎，其遗传特遗传特性性在孕育过程中不受任何影响。在孕育过程中不受任何影响。为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?讨论讨论p76p761.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？要做

5、到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位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角对应的卵巢置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。必须有黄体存在。 答：答：应对供体和受体母畜进行同期发情处理，应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的们的生理条件达到同步或一致，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，胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚这是胚胎移植成功与否的关键。胎移植成功与否的关键。因此，必须做到供、受体因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。母畜的

6、发情时间一致。 2.胚胎移植实质上是早期胚胎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？ 答：胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。条件一致性密切相关。 只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。胎才能被接受，并继续发育。 所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概括是正确的。括是正确的。选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同

7、期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）4.4.胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序同期发情技术：同期发情技术：主要是借助外主要是借助外源激素剌激卵源激素剌激卵巢，使其按照巢，使其按照预定的要求发预定的要求发生变化，使处生变化，使处理母畜的卵巢理母畜的卵巢生理机能都处生理机能都处于相同阶段，于相同阶段，从而达到同期从而达到同期发情。发情。1 1、对供、受体母畜进行选择，并进行同期、对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理；超数排卵；发情处理；超数排卵；2 2、

8、 配种或人工授精；配种或人工授精；3 3、 收集胚胎并检查；收集胚胎并检查；4 4、胚胎移植或保存；、胚胎移植或保存；5、对受体母畜进行是否妊娠的检查。对受体母畜进行是否妊娠的检查。5.5.胚胎移植成功与否要有两个条件胚胎移植成功与否要有两个条件（1 1）胚胎移植一般应在）胚胎移植一般应在同种的雌性同种的雌性供体和受供体和受体之间进行。体之间进行。（2 2）进行胚胎移植的供体和受体的）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态生理状态要相同要相同。 概念：是指将雌性动物的 ，或者通 过 及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、 相同的其他 动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体叫供体，

9、接受胚胎的个体叫 。 应用：胚胎移植是 、 、或体外受 精等技术的最后一道“工序” 现状：在 的胚胎移植中，技术方法更为简便、实用。 意义：可充分发挥 个体繁殖潜力。供体主要职能只产生优良特性的胚胎，缩短繁殖周期 胚胎移植成功与否关系到：供体和受体的 . 1.供、受体 的生理变化相同，为胚胎提 供相同的生理环境 2.早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系， 为 提供可能. 3.受体对外来胚胎基本不发生 ， 为胚胎的存活提供可能 4.胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系， 但其 不受影响 胚胎移植生理学基础早期胚胎早期胚胎 体外受精体外受精 生理状态生理状态 雌性雌性 受体受体 转基因转基因 核

10、移植核移植 牛牛 雌性优良雌性优良 生理状况生理状况 生殖器官生殖器官 胚胎收集胚胎收集 免疫排斥反应免疫排斥反应 遗传物质遗传物质 1供、受体的选择和处理（使用激素进行 处理、 处理）2 或人工受精3胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到 或囊胚）、培养或保存（196的液氮）4胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）；非手术法（用移植管将其送入子宫）5移植后的检查（是否妊娠）等基本程序 同期发情同期发情 超数排卵超数排卵 配种配种 桑椹胚桑椹胚 阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：胚胎分割的概念胚胎分割的概念、特点特点、操作过程操作过程胚胎分割的理论基础胚胎分割的理论基础什么是胚胎

11、干细胞？简称是什么？什么是胚胎干细胞？简称是什么？胚胎干细胞的来源。胚胎干细胞的来源。胚胎干细胞的特性。胚胎干细胞的特性。胚胎干细胞的应用。胚胎干细胞的应用。二、胚胎分割二、胚胎分割1.概念概念:采用采用机械方法机械方法将早期胚胎切割成将早期胚胎切割成2等份，等份，4等份或等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。技术。4.主要仪器主要仪器 实体显微镜实体显微镜 显微操作仪显微操作仪胚胎移入培养液胚胎移入培养液分割胚胎（机械法、酶处理）分割胚胎（机械法、酶处理）移植胚胎给受体移植胚胎给受体着床产仔着床产仔6.6.操作注意事项：操作注意事项： 对囊胚阶段的

12、胚胎进行分割时，要对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割将内细胞团均等分割。 原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。提供营养。 若分割时不能将内细胞团均等分割，若分割时不能将内细胞团均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。操作注意事项：操作注意事项： 胚胎分割的份数越多，操作的难度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会越大，移植的成功率也越低。

13、早期胚胎的体积很小，只有在显微镜早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；下才能看到； 再者，细胞数目是有限的。再者，细胞数目是有限的。分割的份分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大内细胞团细胞所受的影响会更大。7.胚胎分割技术的缺陷胚胎分割技术的缺陷 （1）刚出生动物的体重偏低，）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；毛色和斑纹还存在差异； （2）采用胚胎分割技术产生同）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。卵多胎的可能性是有限的。三、

14、胚胎干细胞三、胚胎干细胞1.1.概念：简称概念：简称eses或或ekek细胞，是由细胞，是由早期胚胎早期胚胎或或原始原始性腺性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。.加图，归纳.特点胚胎干细胞胚胎干细胞:(来源来源)内细胞团细胞内细胞团细胞原始性腺细胞原始性腺细胞2.2.特点特点: :1)1)形态：形态：体积小、细胞核大、核仁明显。体积小、细胞核大、核仁明显。2)2)功能：具有发育的功能：具有发育的全能性全能性； 可分化为成年动物体内任何一种组织细胞；可分化为成年动物体内任何一种组织细胞；3 3）在）在体外体外培养的条件下，培养的条件下，eses细胞可以细胞可以增殖而不发增殖而不发生分

15、化生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。传改造。 3.3.主要用途主要用途 阅读课本相关内容，说说阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？胚胎干细胞有什么具体用途？（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。 利用利用eses细胞可以诱导分化形成新的细胞可以诱导分化形成新的组织组织 细胞的特性，移植细胞的特性，移植eses细胞可使坏死细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用目前，在动物实验方面，用eses细胞诱导细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖分化出的某

16、些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。难病症。（2 2）培育出人造组织器官，用于器）培育出人造组织器官，用于器官移植。官移植。 随着组织工程技术的发展，通随着组织工程技术的发展，通过过eses细胞体外诱导分化，还可以培细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。后免疫排斥的问题。.分类（3 3）eses细胞也是研究体外细胞分化细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。的理想材料。 eses细胞在饲养层细胞上，或在细胞在饲

17、养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。持不分化的状态。 在培养液中加入在培养液中加入分化诱导因子分化诱导因子, ,就可以诱导就可以诱导eses细胞向不同类型的组细胞向不同类型的组织细胞分化织细胞分化. .胚胚胎胎干干细细胞胞培培养养胚胎干细胞核移胚胎干细胞核移植：植： 指把胚胎干指把胚胎干细胞核移植到去细胞核移植到去核的卵细胞中，核的卵细胞中，经过胚激活、胚经过胚激活、胚胎培养、胚胎移胎培养、胚胎移植后直接由受体植后直接由受体完成克隆动物的完成克隆动物的技术。（繁殖多技术。（繁殖多个个体）个个体） 概念概念：指采用：指采用 方法将早期胚胎切

18、割成方法将早期胚胎切割成2、4或或8等份等，等份等，经移植获得经移植获得 双胎或多胎的技术。双胎或多胎的技术。 仪器设备：仪器设备： 和显微操作仪和显微操作仪操作程序操作程序 1选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛 有有 的培养皿的培养皿2用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空 或或直接将直接将 移植给受体。分割囊胚时要将移植给受体。分割囊胚时要将 均等分均等分割。此时还可用分割针分割割。此时还可用分割针分割 ，做胚胎，做胚胎dna分析分析 。局限局限：刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差：刚

19、出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，异， 的可能性有限。的可能性有限。胚胎分割机械机械 同卵同卵 实体显微镜实体显微镜 操作液操作液 透明带透明带 裸半胚裸半胚 内细胞团内细胞团 滋养层滋养层 性别鉴定性别鉴定 同卵多胎同卵多胎 概念概念：由：由 或或 中分离出来的一类细胞。简称中分离出来的一类细胞。简称es或或ek细胞。细胞。特点特点： 形态上：体积小、形态上：体积小、 大、核仁明显大、核仁明显 功能上：具有功能上：具有 ，即可分化为成年动物体任何一，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；在体外可增殖而不发生种组织细胞；在体外可增殖而不发生 ；可冷冻保存；可冷冻保存；可进行遗传改造可进

20、行遗传改造 1.移植移植es细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝 (心心)衰竭、衰竭、 等病症等病症 2.es细胞体外诱导分化，可培育细胞体外诱导分化，可培育 . 3.es细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等分化诱导因子作细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等分化诱导因子作 用下可向不同类型组织细胞用下可向不同类型组织细胞 . 胚胎干细胞意义意义:早期胚胎早期胚胎 原始性腺原始性腺 细胞核细胞核 发育的全能性发育的全能性 分化分化 成骨不良成骨不良 人造组织器官人造组织器官 分化分化 下图是牛胚胎分割示意图。请据图回答下列问题：下图是牛胚胎分割示意图。请据图回答下列问题：

21、(1)进行胚胎分割时，应选择发进行胚胎分割时，应选择发育到育到_和和_时时期的胚进行操作。期的胚进行操作。(2)指的是指的是_，指的，指的是是_。(3)通过胚胎分割产生的两个或多个通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有的特点是个体具有的特点是_。(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意应注意_，原因是原因是_。桑椹胚桑椹胚 囊胚囊胚内细胞团内细胞团囊胚腔囊胚腔具有相同的遗传物质具有相同的遗传物质胚胎分割要将内细胞团均等分割胚胎分割要将内细胞团均等分割以免影响胚胎的恢复和进一步发育以免影响胚胎的恢复和进一步发育下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。（1）

22、进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照14h，黑暗10h）饲养成年雌鼠，并注射促进性腺激素，目的是 。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是 。再在37，5%co2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天右以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎_期开始的标志。促进排卵（或超数排卵）促进排卵（或超数排卵）使精子获能使精子获能囊胚囊胚（2）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素b处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的

23、受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是 。（3）如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于 。（4）如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵dna中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因 。容易获得纯合子并缩短育种时间容易获得纯合子并缩短育种时间小鼠甲（体细胞）的核基因和小鼠乙（卵细胞）的细胞质基因小鼠甲（体细胞）的核基因和小鼠乙（卵细胞）的细胞质基因外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因

24、不能正常表达正常表达 （09海南卷）海南卷）26.（18分）（选修模块分）（选修模块3：现代生物科技：现代生物科技专题）专题） 请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题： （1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的顶体内含有的 能协助精子穿过卵母细胞的放射能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。冠和透明带。 （2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于卵子处于 卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂二次分裂 期时，才具备受精能力。期时，才具备受精能力。顶体酶顶体酶 初级初级 中中 （3）动物的早期胚胎移植到同种且）动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为