胚胎工程的应用

1、 日本神户牛，当今日本神户牛，当今世界公认世界公认品质最优秀品质最优秀的良种肉牛，国内市的良种肉牛，国内市场能售出场能售出每公斤每公斤20002000多元多元人民币的天价。人民币的天价。 如何将这种优质的如何将这种优质的牛进行快速、大量牛进行快速、大量的繁殖呢？的繁殖呢？ 胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景1.1.胚胎移植的概念胚胎移植的概念 将雌性动物的将雌性动物的早期胚胎早期胚胎, ,或者或者通过通过体外受精及其他方式得到的胚胎体外受精及其他方式得到的胚胎, ,移植移植到到同种的、生理状态相同同种的、生理状态相同的其他的其他雌性雌性动物的体内动物的体内, ,使之发育为新个体的技术。使

2、之发育为新个体的技术。一、胚胎移植一、胚胎移植胚胎的来源：胚胎的来源： 生产胚胎的供体和孕育胚胎生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。的受体共同繁殖后代的过程。胚胎移植的地位：胚胎移植的地位：同种、生理状态相同同种、生理状态相同 雌性动物的早期胚胎，体外受精、雌性动物的早期胚胎，体外受精、转基因、核移植等技术得到的胚胎。转基因、核移植等技术得到的胚胎。受体的条件：受体的条件：胚胎移植的实质：胚胎移植的实质： 胚胎移植是胚胎工程其他技术胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道的最后一道“工序工序”。因为。因为在胚胎工程中获在胚胎工程中获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。得的胚胎，都

3、必须移植给受体才能获得后代。2.2.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础（1 1）有人认为）有人认为胚胎移植胚胎移植实质上是实质上是早期胚胎在早期胚胎在相同相同生理环境条件下生理环境条件下空间位置的转移空间位置的转移。你认为这样。你认为这样的概括正确吗？怎样才能使胚胎在移植前后所的概括正确吗？怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？处的生理环境保持一致？ （2 2）早期胚胎与母体有结构上的直接联系吗？）早期胚胎与母体有结构上的直接联系吗？（3 3）受体对移植到子宫的外来胚胎会发生免疫排）受体对移植到子宫的外来胚胎会发生免疫排斥反应吗？斥反应吗？ （4 4）新个体在受体体内是否发生遗

4、传物质的改变？）新个体在受体体内是否发生遗传物质的改变？生理学基础生理学基础意义意义2.2.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础同种动物的供体和受体排卵后，同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官的生殖器官的 是相同的。是相同的。生理变化生理变化为供体的胚胎移入受体提供为供体的胚胎移入受体提供相同的相同的 。生理环境生理环境早期胚胎形成后，在一定时间内早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于系，而是处于 状态。状态。为胚胎的收集提供了可能为胚胎的收集提供了可能游离游离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不发生基本上不发生

5、 。免疫排斥反应免疫排斥反应供体胚胎可与受体子宫建立正常供体胚胎可与受体子宫建立正常的的 和和 联系，但其联系，但其 不受影响。不受影响。生理生理组织组织遗传特性遗传特性为胚胎在受体内的存活为胚胎在受体内的存活提供了可能提供了可能为移植后的胚胎继续发育为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障提供了营养等方面的保障选择及同期发情处理选择及同期发情处理超数排卵处理超数排卵处理配种或人工受精配种或人工受精胚胎收集胚胎收集胚胎检查胚胎检查胚胎保存胚胎保存胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩分娩3 3、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情

6、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）总结：总结：【归纳总结【归纳总结】该过程中两次使用促性腺激素，该过程中两次使用促性腺激素，第一次对受、供体进行同期发情处理；第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。第二次用于供体的超数排卵。该过程中的两次检查：该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，产下的犊牛性状取决于所用公牛和供

7、体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体牛性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体牛没有关系。没有关系。冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。4.胚胎移植的意义胚胎移植的意义4.4.胚胎移植的意义胚胎移植的意义1)1)保持供体优良的遗传特性保持供体优良的遗传特性, ,加速育种工作和品种改良加速育种工作和品种改良2)2)节约成本；节约成本；3)3)大规模繁殖大规模繁殖, ,一胎多产；一胎多产；4)4)保存品种资源和保护濒危物种；保存品种资源和保护濒危物种；5)5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力充分发挥雌性个体的繁殖潜力, ,缩短供体本身的

8、繁殖缩短供体本身的繁殖周期。周期。二、胚胎分割二、胚胎分割（1 1）胚胎分割的概念）胚胎分割的概念（2 2）胚胎分割特点）胚胎分割特点（3 3）胚胎分割的理论基础）胚胎分割的理论基础（4 4）胚胎分割操作过程）胚胎分割操作过程1.1.概念概念: :采用采用显微手术（机械方法）显微手术（机械方法）的方的方法将法将早期胚胎早期胚胎分割成分割成2 2分胚分胚,4,4分胚或分胚或8 8分分胚胚, ,经体内或体外培养后植入受体，以得经体内或体外培养后植入受体，以得到到同卵双胎或同卵多胎同卵双胎或同卵多胎的技术。的技术。2.2.特点：特点：后代具有相同的遗传物质后代具有相同的遗传物质3 3、理论基础、理论

9、基础: :动物胚胎细胞的全能性。动物胚胎细胞的全能性。4 4、选择的胚胎：、选择的胚胎：发育良发育良好好, ,形态正常的桑椹胚或形态正常的桑椹胚或囊胚。囊胚。5 5、使用的主要仪器：、使用的主要仪器：实实体显微镜和显微操作仪。体显微镜和显微操作仪。6 6、具体操作、具体操作: :用分割针用分割针或分割刀片将胚胎切开，或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半明带中，或直接将裸半胚移植给受体。胚移植给受体。.性别鉴定27 7、操作注意事项：、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团对囊胚阶段的胚胎进行

10、分割时，要将内细胞团均等分割。均等分割。避免影响胚胎的进一步生长和发育。避免影响胚胎的进一步生长和发育。8 8、胚胎分割技术的缺陷、胚胎分割技术的缺陷（1 1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；（差异；（2 2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。能性是有限的。9 9、胚胎分割技术的应用、胚胎分割技术的应用: :为转基因技术、性别控制为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。技术提供活胚材料。归纳小结归纳小结三三. .胚胎干细胞胚胎干细胞（1 1）什么是胚胎干细胞？）什么是胚胎干细胞？（2 2）胚胎干细

11、胞的特性。）胚胎干细胞的特性。（3 3）胚胎干细胞的应用。）胚胎干细胞的应用。1.1.概念：概念：简称简称ESES或或EKEK细胞细胞, ,是由是由早期胚胎早期胚胎或胎儿的原始性腺或胎儿的原始性腺中分离出来的一类中分离出来的一类细胞。细胞。2.2.特征特征: :（1 1）形态：）形态：体积小，细胞核大体积小，细胞核大, ,核仁明显；核仁明显；（2 2）功能：）功能：具有发育的全能性，可分化为具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。成年动物体内任何一种组织细胞。（3 3）在体外培养的条件下，）在体外培养的条件下，ESES细胞可以增细胞可以增殖而不发生分化。殖而不发生分化。对它可以

12、进行冷冻保存，对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。也可以进行遗传改造。3.3.胚胎干细胞的应用胚胎干细胞的应用（1 1）ESES细胞是研究体外细胞分化的理想材细胞是研究体外细胞分化的理想材料。料。ESES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。态。在添加分化诱导因子的培养液中，在添加分化诱导因子的培养液中，ESES细胞可以向不同类型的组织细胞分化。细胞可以向不同类型的组织细胞分化。3.3.胚胎干细胞的应用胚胎干细胞的应用（2 2）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。人类由于细胞坏死、退人

13、类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，化或功能异常引起的疾病，利用利用ESES细胞可以诱导分细胞可以诱导分化形成新的组织细胞的特性，化形成新的组织细胞的特性，移植移植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。（3 3）培育出人造组织器官，用于器官移植。）培育出人造组织器官，用于器官移植。通过通过ESES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决器官不足和免疫排斥的问题。解决器官不足和免疫排斥的问题。4.4.干细胞分类干细胞分类 干细胞是一种具有干细胞是一种具有多项分化潜能和自我多

14、项分化潜能和自我复制、更新能力的复制、更新能力的原原始未分化细胞始未分化细胞。（1）全能干细胞（胚胎干细胞）全能干细胞（胚胎干细胞）桑椹胚及以前（如受精卵）桑椹胚及以前（如受精卵）由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来能发育成完整个体能发育成完整个体（2）多能干细胞）多能干细胞能分化出动物体内的多种组织（造血干细胞）能分化出动物体内的多种组织（造血干细胞）（3）专能干细胞）专能干细胞如成肌细胞、皮肤生发层细胞等如成肌细胞、皮肤生发层细胞等能分化出特定的（一种或两种）组织能分化出特定的（一种或两种）组织.应用4 4、干细胞分类、干细胞分类1.下图为胚胎移植的基本

15、程序、早期胚胎发育过程（图甲）。请回答下列问题：（1）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 。冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的 冲洗出来。（2）图甲中标号3为 ，它将来可发育为 。1.下图为胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程（图甲）。请回答下列问题：（3）若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗? ，为什么? （4）受体母牛必须和供体牛属于 。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是什么？（5）图乙中指的是 。进行胚胎分割时，应选择发育到 时期的胚进行操作。（6）图乙中A细胞是 ，在进行体外受精前要对精子进行 处理。1.下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程（图乙）请回答下列问题：2.右图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：（1）胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的内细胞团或胎儿的_中分离得到的一类细胞。（2）图中分化程度最低的干细胞是_。在体外培养条件下，培养液中加入_因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。（3)