胚胎工程的主要技术与应用

1、二 胚胎工程的主要技术与应用,胚胎：指雄性生殖细胞和雌性生殖细胞结合成为合子之后，经过多次细胞分裂和细胞分化后形成的有发育成生物成体的能力的雏体,胚胎工程,胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎冷冻保存、性别控制等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。,试管婴儿的发育过程都在试管中进行吗？,试管婴儿用到了什么生物技术？,1988年3月10日我国首例试管婴儿,1992年我国首例三胞胎试管婴儿,操作对象： 技术手段：,生殖细胞 受精卵 早期胚胎细胞,体外受精技术 胚胎移植技术 胚胎分割技术 胚

2、胎冷冻保存技术 性别控制技术,(一）、体外受精 1体外受精的原理 人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。,(2)精子的采集和获能 采集方法： 假阴道法 手握法 电刺激法,获能方法： a 培养法(啮齿动物、家兔、猪等)和 b 化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能)。,2体外受精主要操作步骤 (1)卵母细胞的采集 方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。,方法二：对大型动物一般从活体的卵巢 中

3、吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟 后与获能的精子在体外受精。,地位：胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。,1）动物基因工程获得转基因动物 2）动物细胞核移植技术获得克隆动物 3）试管动物技术获得试管动物,在我们所学习过的生物工程技术中哪些要用到胚胎移植？,（二）：胚胎移植,胚胎移植,1.胚胎移植： 将良种母畜配种后，取出受精卵或早期胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。,提供胚胎,供体,受体,操作对象,移植条件,接受胚胎,也称“借腹怀胎”,供体:具有人类所需的优良遗传性状的个体 供体的主要职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎 受体:具有正常孕育

4、、生殖后代的能力 受体的职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务,1 选择供体和受体,思考与讨论: 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？,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。是胚胎移植处理的第一步。,a 、 同期发情处理,具体做法：注射促性腺激素。,b 、 超数排卵处理 具体做法： 注射促性腺激素,c 、 配种或人工受精,精子来源： 同种优良的雄性动物。,d 、 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

5、母牛子宫内的胚胎冲洗出来。（也叫冲卵）,e、 对胚胎进行质量检查 (检查受精状况和发育能力),此时胚胎处于什么时期？,桑葚胚或囊胚,f、 胚胎移植成功的保障,胚胎移植的基础：哺乳动物发情排卵后，同种动物的供受体生殖器官生理变化相同,胚胎收集的基础：哺乳动物早期胚胎形成后，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,移入胚胎存活的基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥,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（胚胎移植的小牛）,2.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

6、保存,胚胎移植,g 、 胚胎的保存或移植,胚胎保存的条件是什么？,-196液氮保存 (冷冻保存）,【脑筋急转弯】,一对双胞胎，相差16岁。这是怎么回事?,(1).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？ 正确。,思考与讨论,总结：胚胎移植成功的条件有,（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。 （2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。,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,3.胚胎移植的现状和意义,1)加速育种工作和品种改良 2)大量节省购买种畜的费用，实现了一胎多产 3)保存品种资源

7、和濒危物种 4)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量,现状:近十年来，牛、羊的胚胎移植在我国部分地区已进入生产应用阶段。羊的胚胎移植的效率比奶牛还要高,1.概念: 采用显微手术将早期胚胎切割成2等份，4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或同卵多胎的技术。,（三）：胚胎分割技术,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。 3、理论基础 所以胚胎分割的时期为： 囊胚(内细胞团）或桑葚胚。,优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。,4、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。 原因：内细胞

8、团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。, 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。,（四）：动物性别控制技术,1：概念 指通过人为干预，使动物按人们的愿望繁衍所需性别的后代的技术。 2：方法 分离出X精子和Y精子，在于X的卵细胞形成受精卵。,1.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 2.下列对于优良

9、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,练 习,A,B,3、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,4、不符合胚胎移植的受体条件的是（ ） A.同种生物 B.生理状态相同 C.雄性动物 D.雌性动物,C,5、“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,6、 (多选)胚胎移植技术目前主要应用于( ) A.解决某些不孕症者的生育问题 B.治疗某

10、些遗传病 C.提高良种家畜的繁殖力 D.提高动物的抗病力,AC,7.表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（ ） A.试管动物培养 B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植,C,8.下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是（ ） A.对受体母羊和供体母羊进行同期发情处理 B.人工受精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割 C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 D.一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例,B,9从2002年1月18日至2月11日，五里墩克隆牛基地连续诞生了11头中国克隆牛犊。这群“出身不凡”的牛

11、犊，被认为是我国生命科学和生物技术领域的又一重大突破，它标志着我国动物克隆研究已挤身于世界先进水平行列。用于克隆研究的供体细胞来源于两头优质成年牛，一头来自高产黑白花奶牛，另一头为优质肉牛盖威公牛。受体卵母细胞来自鲁西黄牛的卵巢。科研人员在实验室内共培养了980枚重构卵，有261枚发育成克隆囊胚，有230枚移植到112头代孕母牛，其中12头怀孕成功，有代孕母牛共产犊14头（只存活32天的“科科”细胞来自盖威），现存活5头，分别是动动、金金、银银、多多和福福。DNA检测证明，所有克隆牛犊与代孕母牛没有遗传关系。中科院院长路甬祥认为，克隆技术有很多优点：可控制性别，经济效益显著，克隆胚胎取材简单，

12、成本低，可加快我国家畜品种更新换代的速度。,10.根据上述材料回答： (1)中国克隆牛培育过程中用到的细胞工程技术有_、_和_。 (2)获得克隆牛的繁殖方式是_，克隆牛的培育成功，证明动物细胞以具有_。 (3)中国克隆牛个体发育起点是_，胚胎移植时期的胚是_。 (4)获得重构卵多采用卵母细胞的原因是_，卵母细胞作用是_，代孕母牛作用_。,细胞核移植,胚胎培养,胚胎移植,无性繁殖,动物细胞核也有全能性,受精卵,桑椹胚或囊胚,为胚胎提供营养物质,体积大，易操作,为胚胎发育提供场所,(5)重构卵细胞分裂方式是_，细胞分裂结果是_。 (6)以性染色体为XY的牛体细胞核取代卵细胞核，经多次卵裂后，植入母

13、牛子宫孕育，所生牛犊（） A.为雌性B.性别不能判断 C.为雄性D.雌、雄性比例为1：1 (7)成活的5头克隆牛中“动动”的体部花片和其他牛犊略有区别，黑色毛看起来便淡了点，引起这种差别的原因可能是_造成的。这说明生物的遗传是_共同作用的结果。 (8)奶牛传统生育方式为一胎只生一头，但专家们在借腹牛体内植入两枚克隆牛胚 胎，成功培育了孪生克隆牛，其意义是_。,有丝分裂,细胞数目越来越多，体积越来越小,C,受体卵母细胞细胞质遗传物质,细胞核和细胞质,为高产奶牛快速繁殖开辟新途径,11如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：,（1）A细胞是，在进行体外受精 前要对精子进

14、行处理 （2）进行胚胎分割时，应选择发育 到时期的胚胎进行操作。 （3）指的是。,（次级）卵母细胞,获能,桑葚胚或囊胚,囊胚腔,（4）通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是 。 （5）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意。 （6）受体母牛必须和供体牛是 。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。,将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎 的恢复和进一步发育,具有相同的遗传物质,同一物种,受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应,12. 现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。 （1）如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A

15、细胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出注入B品种牛的卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为 ，将该胚胎移入代孕母牛的中，通过培育可达到目的。（2）一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量，为解决这一问题，可以用激素处理B品种母牛。,细胞核,去核,重组胚胎,子宫,不足,促性腺,（3）克隆牛的产生说明_具有全能性。克隆牛的性状主要表现品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自个亲本，细胞质来自性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成（相同，不同）。,动物体细胞细胞核,A,两,雌,不同,13. 某女性患有输卵管阻塞和红绿色盲，其丈夫表现正常，该夫妇借助试管婴儿技术，“借腹生子”，一次生殖过程中生出的两个孩子，如图所示请分析回答: （1）过程X若想顺利 进行必须满足两个条件： A来自父方的精子要 进行 。 B来自母方的卵子 要 。,获能处理,培养到减数第二分裂中期,（2）过程Y的细胞分裂方式是 。 该过程早期在 进行。（填“体内”或“体外”） （3） 是甲、乙产生的最后一