胚胎工程的应用及前景

33胚胎工程的应用及前景阅读下列材料和教材P74~75页,并思考以下问题:1、什么是胚胎移植？2、胚胎移植的现状如何？3、胚胎移植有何意义？一、胚胎移植中国首例体细胞克隆牛胚胎移植后代今晨降生

（中新网2003年10月8日电）据胶东在线报道，今天凌晨3时18分，中国首例体细胞克隆牛的胚胎移植后代克隆牛“蓓蓓”在山东莱阳农学院动物胚胎工程中心实验场呱呱坠地。克隆牛“蓓蓓”是采用最新的玻璃化超快速冷冻技术和超数排卵技术繁殖的新型克隆牛。今天凌晨，记者和科研人员一起，焦急地等待“蓓蓓”的降生。3时18分，在科研人员的努力下，克隆牛“蓓蓓”终于来到了这个世界。母亲黑白花奶牛“梨花”舐犊情深，忽然发起牛威，不许众人靠近，并用舌头舔干“蓓蓓”湿湿的黑色毛皮。“蓓蓓”开始睁开眼睛，怯生生地看着四周关心它的人们。凌晨4时左右，在母亲的帮助和周围人们的鼓励下，“蓓蓓”终于颤悠悠地站了起来，并在母亲的帮助下开始行走。科研人员费了好大的劲才遏制住了母亲的牛劲，开始对刚降生的“蓓蓓”进行科学测量。经测量，“蓓蓓”体长66cm，身高78cm，胸围81cm，心律188次/min，体温39℃，体重33g，各项生理指标正常。克隆牛“蓓蓓”是我国成功繁殖的首例和第二例胎儿皮肤上皮细胞克隆牛“康康”和“双双”的后代。2001年，我国研究人员对“康康”和“双双”进行了超数排卵处理，于2003年1月2日，从“双双”体内采集到13枚符合国际胚胎移植标准的可用胚胎（这是国际上首次对体细胞克隆牛进行超数排卵处理试验并获得可用胚胎）。研究人员将这些标准胚胎经过玻璃化超快速冷冻处理后，移植到中国黑白花奶牛“梨花”的子宫内，结果获得妊娠。采用超数排卵技术和玻璃化超快速冷冻技术的“蓓蓓”的降生证明，体细胞克隆牛“康康”和“双双”与正常繁殖母牛一样对外来激素具有较好的应答能力；体细胞克隆牛经超数排卵获得的胚胎移植后，具有正常的发育成胎儿的能力；“蓓蓓”的降生，证明了我国体细胞克隆技术已达到世界前列。采用超数排卵技术会给畜牧业带来巨大的变革，会促使良种克隆牛快速繁育得到实现，这一切将大大地带动畜牧业产业化的发展。1、什么是胚胎移植？指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及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，使之继续发育为新个体的技术。提供胚胎的个体称为供体；接受胚胎的个体叫受体。胚胎移植是胚胎工程其他技术（如转基因、核移植、体外受精等）的最后一道“工序”。2、胚胎移植的现状如何？牛、羊的胚胎移植效率不断提高；牛、羊的胚胎移植在我国部分地区已进入生产应用阶段，大大推动了我国畜牧业的发展。3、胚胎移植有何意义？进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性个体的繁殖潜力。胚胎移植的生理学基础。第一，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，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。第三，大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在妊育过程中不受任何影响。胚胎移植的基本程序胚胎移植主要包括：选择和处理供、受体的；配种或人工受精；对胚胎的收集、检查、培养或保存；对胚胎进行移植；胚胎移植后的检查。胚胎移植的现状：胚胎移植已经是较为成熟的技术，但就目前发展的情况看，还需进一步简化操作程序。在我国，牛、羊的胚胎移植技术已日臻完善和成熟，不久的将来，很有可能成为一项常规的繁殖技术。畜牧业发展和胚胎工程技术研究的不断深入，为胚胎移植的应用提供了广阔的平台。胚胎移植也将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。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，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角对应的卵巢必须有黄体存在。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？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。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。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。这样的概括是正确的。二、胚胎分割阅读教材P78~79页，思考以下问题：1、什么是胚胎分割技术？它在畜牧生产上有何意义？2、为什么说胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一？3、胚胎分割的发展过程中经历了哪些事件？4、我国的胚胎分割技术取得哪些成果？5、胚胎分割所需要的主要仪器设备有哪些？6、胚胎分割时，应选择什么样的胚？7、囊胚期的内细胞团有何功能？对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意什么？为什么？8、如何进行牛胚胎的分割？9、胚胎分割技术发展现状如何？1、什么是胚胎分割技术？它在畜牧生产上有何意义？是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份、或8等份，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。有利于提高胚胎的利用率2、为什么说胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一？来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。3、胚胎分割的发展过程中经历了哪些事件？1978年，科学家将小鼠桑椹胚一分为二，获得了成功。1979年，科学家分割绵羊胚胎获得同卵羔羊。20世纪80年代后，人们建立了系统的胚胎分割的方法，并相继得到了1/4和1/8分割胚胎的的后代。4、我国的胚胎分割技术取得哪些成果？相继成功地对小鼠、家兔、绵羊、山羊和牛等动物进行了分割胚胎移植，并将二分胚分割技术应用到牛和羊的胚胎移植中。5、胚胎分割所需要的主要仪器设备有哪些？实体显微镜和显微操作仪6、胚胎分割时，应选择什么样的胚？应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，将其移入到盛有操作液的培养皿中，用分割针或分割刀进行分割。7、囊胚期的内细胞团有何功能？对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意什么？为什么？内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。8、如何进行牛胚胎的分割？9、胚胎分割技术发展现状如何？尽管胚胎分割技术已在多种动物中取得成功，但仍存在一些问题，如刚出生的动物体体重偏低，毛色和斑纹上还存在差异等。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，到目前为止，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例都很小。三、胚胎干细胞阅读教材P80~81页，思考以下问题：1、胚胎干细胞有什么特点和功能？3、胚胎干细胞有什么应用价值？1、胚胎干细胞来源于什么细胞？来的一类细胞。2、胚胎干细胞有什么特点和功能？具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。在功能上具有发育的全能性，即具有可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞的能力。3、胚胎干细胞有什么应用价值？胚胎干细胞在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的应用价值。例如：①胚胎干细胞可以用于治疗人类的某些顽症。利用胚胎干细胞可以被诱导分化成新的组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得到修复并恢复正常功能。②通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，解决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胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料1下图是同学们到某良种场进行参观后，看到的胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程示意图。请看图思考并讨论以下各题。（1）用文字完成下面的流程图。对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理配种或人工授精收集胚胎胚胎移植对受体母畜进行是否妊娠的检查（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在②中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛，在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？

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；需要用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，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，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。（3）在流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？

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。（4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意