胚胎工程应用及前景

3.3胚胎工程的应用及前景学习目标1.胚胎移植概念、现状和意义、生理学基础、基本程序2.胚胎分割3.胚胎干细胞试管动物的三个基本操作环节：第一步：体外受精第二步：早期胚胎培养第三步：胚胎移植胚胎工程技术包括：胚胎移植

胚胎分割

体外生产胚胎1.概念：一、胚胎移植

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，使之发育为新个体的技术。供体含义及其职能：受体含义及其职能：胚胎的来源：受体的条件：供体：受体：胚胎的来源：受体的条件：

雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。提供胚胎的个体（优良遗传性状）职能：

接受胚胎的个体（一般的雌性动物）繁重而漫长的妊娠和育仔。同一物种、生理状态相同只产生具有优良遗传特性的胚胎。职能：供受体模式—引进牛&地方黄牛胚胎移植的实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代。胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”2.胚胎移植的现状和意义⑴加速育种工作和品种改良；⑵大量节省购买种畜的费用；⑶一胎多产；⑷保存品种资源和濒危物种；⑸可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，增加一生繁殖的后代数量。3.胚胎移植的生理学基础(1)同种动物发情排卵后，供、受体生殖器官的生理变化相同，为供体的胚胎移入受体提供了

。(2)早期胚胎处于

，为胚胎收集提供了可能；(3)受体对外来胚胎基本不发生

，为胚胎在受体内存活提供了可能；(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其

不受影响。相同的生理环境游离状态免疫排斥反应遗传特性为什么胚胎移植能成功？胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况相关。思考与讨论：1.在胚胎移植操作，怎样才能使胚胎在移植前后所处生理环境保持一致？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。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。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。正确4.胚胎移植的基本程序

阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？

（1）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工授精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植（5）移植后的检查（1）对供体、受体进行选择供体雌性：具有优良遗传性状的个体。受体雌性：同种健康和有正常繁殖能力的个体。处理：同期发情具体做法：注射激素（孕激素）（2）采集卵母细胞方法：超数排卵具体做法：对供体母牛注射激素（促性腺激素）两处用到激素；不是同一种供体超数排卵处理：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？此处的冲卵是将胚胎冲洗出来冲卵是将胚胎冲洗出来（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？检查胚胎发育状况处于桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚（6）胚胎的保存或移植胚胎保存的条件是什么？-196℃液氮保存（7）胚胎的移植非手术法移胚手术法移胚方法一：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。（7）胚胎的移植（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犊牛胚胎移植属于有性生殖说明：受体母牛只是提供一个发育环境；后代性状取决于供体母牛和供体公牛。选择供体母牛受体母牛……同期发情处理……（供体）超数排卵供体公牛配种冲卵（胚胎）质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植犊牛）小结：胚胎移植的基本程序处理配种或人工授精胚胎检查、培养或保存胚胎移植胚胎工程的最后一道“工序”【归纳总结】（1）该过程中两次使用激素：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供体公牛和供体母牛：受体母牛只是提供一个发育环境。（4）冲卵是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。（5）胚胎移植属于有性生殖。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。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。（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。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AD3.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遗传性状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思考与探究P81（一）思考与探究P811.（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？答：供体公、母牛应具有人类所需的优良遗传性状的个体，受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力；用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，可以获得较多的胚胎；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。（一）思考与探究1.（3）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？答：第④步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的胚胎冲出来，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义？胚胎移植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。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。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。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。二、胚胎分割1.概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。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。

可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。3.理论基础：动物胚胎细胞的全能性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.胚胎预处理：链霉蛋白酶使透明带软化并变薄或去除透明带。7.具体的操作：不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。7.机械法：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。注意：囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。胚胎分割的基本过程胚胎移入培养液分割胚胎（机械法、酶处理）移植胚胎给受体着床产仔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空透明带中或直接移植给受体。基本过程：

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：内细胞团是发育为胚胎本身的基础细胞，滋养层发育为胎膜和胎盘只为胎儿发育提供营养。

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。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。（1）早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；（2）细胞数目是有限的。分割的份数越多，难以做到均等分割。（3）分割份数越多，则每一份的细胞数会越少，内细胞团细胞所受的影响会更大。胚胎分割份数越多，移植成功率降低的原因：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可能性是有限的。（常用二分胚分割技术）9.胚胎分割技术的应用：扩大优良家禽的数量培育遗传特性相同的动物群用于胚胎的性别鉴定归纳小结干细胞干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力原始未分化细胞，是形成哺乳类各种组织器官的祖宗细胞。多能、专能.全能细胞根据全能性大小干细胞可分为：全能干细胞多能干细胞专能干细胞按发育时期分为：胚胎干细胞和成体干细胞.全能干细胞干细胞是具有分裂和分化潜能的细胞专能干细胞多能干细胞全能干细胞特点只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体能形成机体的所有组织器官，发育成完整个体举例上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞造血干细胞胚胎干细胞知识扩展：干细胞的分类1.概念：由

或__

_____中分离出来的一类细胞。简称

细胞。早期胚胎原始性腺ES或EK三、胚胎干细胞形态、功能（1）形态：体积小、细胞核大、核仁明显。2.特点：（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。3.胚胎干细胞的主要用途：（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。（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）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。牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子：诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化；揭示细胞分化和细胞凋亡的机理。3.胚胎干细胞的主要用途：（1）治疗人类的某些顽症。（2）培育出人造组织器官，用于器官移植（3）是研究体外细胞分化的理想材料（4）用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。胚胎干细胞培养衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征比较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精子采集及获能卵子采集及培养早期胚胎培养体外受精胚胎移植胚胎分割胚胎干细胞胚胎工程技术应用技术技术技术

（多选）下列各项成就中，对胚胎干细胞应用临床治疗具有重大意义的是（）A.2003年日本科学家用猴胚胎干细胞治疗猴帕金森氏综合征获得成功B.2001年美国科学家成功诱导猴的胚胎干细胞在体外形成神经细胞、心肌细胞等C.2004年美国科学家将“早期”的人胚胎干细胞植人因脊椎受伤而无法行走的鼠体内，瘫痪的鼠又能重新行走D.2002年英国科学家对鼠胚胎干细胞的免疫缺陷基因进行修复后，再将其植人鼠体内，结果修复了鼠的免疫系统缺陷ABCD

（多选）下列关于干细胞的说法正确的是（

）A．专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞B．多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力C．全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型，并进一步形成机体的所有组织、器官D．胚胎干细胞是全能干细胞ABCD

在胚胎移植中供体的主要职能（）A.提供优良的供体基因B.提供优良遗传特性的胚胎C.提供卵细胞D.提供精子B

（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些条件（）A.同种生物

B.生理状态相同

C.雄性动物

D.雌性动物ABD“试管婴儿”技术属于()A.胚胎移植

B.组织培养C.克隆技术

D.基因工程A(多选)胚胎移植