细胞克隆上课用

细胞克隆上课用第1页/共81页3.3胚胎工程的应用及前景第2页/共81页胚胎工程技术：胚胎移植体外受精胚胎分割胚胎干细胞培养目前应用较多的是：胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。学什么？第3页/共81页胚胎移植1.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。将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经过激素处理。使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术．一、第4页/共81页胚胎的来源：

雌性动物的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到的胚胎。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。受体的条件：同种、生理状态相同。

转基因、核移植等第5页/共81页细胞核移植的方法体细胞核移植胚胎细胞核移植回顾胚胎体外培养技术第6页/共81页2、胚胎移植的实质

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换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状均能保持其原来的优良特性。第7页/共81页3、胚胎移植的优势？

（p75)

为什么要进行胚胎移植？4、胚胎移植的地位：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”第8页/共81页优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔什么方法？促性腺激素优良公牛牛胚胎移植技术路线示意图怎样做到？第9页/共81页优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔优良公牛牛胚胎移植技术路线示意图用具有什么特点的牛作为供体牛？遗传性能和生产性能优秀的个体用具有什么特点的牛作为受体牛？健康并能正常繁殖的个体第10页/共81页优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔优良公牛牛胚胎移植技术路线示意图如何移植？具体步骤？第11页/共81页胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境；如何保证？供、受体生理状态要相同，为此必须做到A、供、受体母畜的发情时间一致。

哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。B、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。

在胚胎移植过程中，受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态。为什么？因为两者之间的妊娠期，体内的激素水平要相同或者接近。否则胚胎就不能正常的着床。这是胚胎移植成功与否的关键。第12页/共81页为什么胚胎移植能成功?移动到任何一头动物子宫内都能发育吗?同种动物发情排卵后,在一段时间内供体\受体具有相同的生理环境为什么能收集到胚胎?早期胚胎一定时间内处于游离状态供体和受体会不会发生排斥/同种动物之间基本上不排斥为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特性不受受体的影响.生理学基础5.胚胎移植的生理学基础P76第13页/共81页生理学基础意义5.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第14页/共81页思考与讨论:p761、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后一致，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，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。第15页/共81页2、胚胎移植实质你认为这样的概括正确吗？

是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。

正确。第16页/共81页6、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？(课本P77)（2）每一步技术操作的作用如何？（3）为什么要进行这些操作？第17页/共81页（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。第18页/共81页（2）超数排卵处理具体做法：注射促性腺激素第19页/共81页（3）配种或人工授精精子来源：

同种优良的雄性动物。第20页/共81页（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受精卵冲出来。第21页/共81页（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，处于桑椹胚或囊胚第22页/共81页（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？胚胎冷冻保存就是将动物的早期胚胎,采用特殊的保护剂和降温措施进行冷冻,使其在-196℃的液氮中代谢停止或减弱到足够小的程度,但又不失去升温后恢复代谢的能力,从而能长期保存胚胎的一种生物技术。

第23页/共81页（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。第24页/共81页（8）对受体母牛进行是否妊娠的检查第25页/共81页（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛思考？？小牛犊的性别和性状如何确定呢？产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，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。第26页/共81页选择及同期发情处理超数排卵处理配种或人工受精胚胎收集胚胎检查胚胎保存胚胎移植妊娠检查分娩6、胚胎移植的基本程序第27页/共81页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冲卵质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）总结：第28页/共81页（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行（同物种）。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同（同时发情）。胚胎移植成功的关键第29页/共81页【归纳总结】①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；第二次用于供体的超数排卵。②该过程中的两次检查：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。③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，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。④冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。第30页/共81页受体母羊与所生羔羊一次移入三枚胚全部成活胚胎移植效果胚胎移植的现状和意义第31页/共81页7.胚胎移植的现状和意义1)保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良)2)节约成本\费用(大量节省购买种畜的费用)；3)大规模繁殖(一胎多产)；4)

保存品种资源和保护濒危物种；5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。第32页/共81页细胞核移植的方法体细胞核移植胚胎细胞核移植回顾胚胎体外培养技术第33页/共81页提醒

试管婴儿(动物)技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是核移植技术形成重组细胞发育而成的。第34页/共81页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练习第35页/共81页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练习第36页/共81页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练习第37页/共81页D第38页/共81页

胚胎移植实现了优良性状个体的繁育，如果我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体，那么有没有办法让这样的一个胚胎一次性地繁育更多的个体？思考第39页/共81页二、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）胚胎分割操作过程第40页/共81页1.概念:

采用机械方法（显微手术）将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。为何要做这步才能移植？第41页/共81页2.特点：

后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。3、理论基础

动物胚胎细胞的全能性。所以胚胎分割的时期为：

囊胚或桑椹胚。为什么选择这样的胚胎发育时期？成倍增加胚胎数量第42页/共81页此时的胚胎与有全能性且分化程度低。（囊胚时，要均等分割内细胞团）有利于胚胎分割后的恢复和发育四分裂球和八分裂球时胚胎中细胞个数较少，分割是会破坏细胞的，所以在此时期分割对胚胎破坏太大桑葚胚或囊胚期细胞分化程度低，分割后易成活，而囊胚期后即原肠腔时期，细胞已出现三胚层分化，将来发育成身体的那一部分已确定，已无法发育成完整个体第43页/共81页4、选择的胚胎：

发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要仪器：

实体显微镜和显微操作仪。6、具体操作

用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。第44页/共81页发育良好的胚胎切割针/刀或酶处理细胞分散开受体多个受体移植体外培养至囊胚移植培养液胚胎分割操作过程第45页/共81页.切几份,之间关系,有什么方法,目前主要是2份,原因概念.切什么时期第46页/共81页.注入空透明带.半裸胚直接到受体选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。基本过程：第47页/共81页.半裸胚直接移植,均等,为什么只能2份.还存在什么问题第48页/共81页..性别鉴定2第49页/共81页7、操作注意事项：①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。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，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。

若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。第50页/共81页7、操作注意事项：

②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。早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，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内细胞团细胞所受的影响会更大。

因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。第51页/共81页8、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。9、胚胎分割技术的应用:

为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。第52页/共81页受精卵卵裂

早期胚胎胚胎分割基本过程植入植入代孕母牛分割第53页/共81页性别鉴定同卵双生错开季节的同卵双生犊牛牛胚胎分割的主要用途第54页/共81页8、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。第55页/共81页

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。三、第56页/共81页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。第57页/共81页全能细胞囊胚胎儿内细胞团细胞生殖腺细胞受精胚胎干细胞分离培养分离内细胞团胰蛋白酶处理ES细胞第58页/共81页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;

（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。第59页/共81页分类全能干细胞（胚胎干细胞）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能发育成完整个体多能干细胞(成体干细胞)能分化出动物体内的多种组织（造血干细胞）专能干细胞如成肌细胞、皮肤生发层细胞等能分化出特定的（一种或两种）组织.分别指什么,分化程度,潜能；核全能性；目前初始化.应用按照分化潜能大小来分类第60页/共81页..分类第61页/共81页干细胞可以通过以下四个途径获得：(1)从体外培养的胚胎获得；

(2)从早期流产的胎儿中获得；(3)从克隆的胚胎中获得；(4)从成体中获得。第62页/共81页

3.主要用途

阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？（1）治疗人类的某些顽症。

人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死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ES细胞诱导分化出的某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难病症。第63页/共81页（2）培育出人造组织器官，用于器官移植

随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。ES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态。诱导因子：诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。第64页/共81页胚胎干细胞的应用前景.优点1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、________等病症2）ES细胞体外诱导分化，可培育________3)ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞________成骨不良人造组织器官分化第65页/共81页

干细胞应用前景非常广阔，比如可用于细胞治疗、基因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研究等。其中最吸引人的应用，是将干细胞分化成某一特定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的组织，甚至器官。比如，将干细胞在体外分化为胰岛素细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖注射胰岛素维持生命的病人得到根治。人们预言，干细胞有可能用于治疗人类几乎所有的组织坏死性或退化性疾病，它将是人类医疗史上的一次革命。第66页/共81页胚胎干细胞胚胎干细胞的培养过程第67页/共81页胚胎工程专题小结:精子卵子受精受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚组织器官系统幼体(胎儿)体内受精和早期胚胎发育第68页/共81页衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征比较第69页/共81页P81/思考与探究：①对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理②处理供体母畜③配种或人工授精④收集胚胎⑤对胚胎检查、培养或保存⑥胚胎移植⑦对受体母畜进行是否妊娠的检查1、（1）良种奶牛后代第70页/共81页P81/思考与探究：1、（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力

在②中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛？为了引起超数排卵，这样就可以获得较多的胚胎

在促性腺激素处理供体母牛前，需要对供体和受体母牛进行同期处理吗？需要对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。第71页/共81页P81/思考与探究：1、（3）在右侧的流程图中，哪一部需要进行冲卵？冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？第④步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。第72页/共81页P81/思考与探究（4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？

A、可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。

B、可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。

C、经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。

D、可以人为生产双胎或多胎。

E、可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。第73页/共81页

利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是

A.细胞分裂

B.细胞特化

C.细胞分化

D.细胞增殖C练习第74页/共81页

我国首例“虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”完成这一过程需要解决的问题①精子在体外用获能物质处理②用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入③抽取精子、卵子的核进行融合④精子入卵后进行人工处理