新课选修3.3.3胚胎工程的应用及前景.ppt

1、专题3 胚胎工程,3.3 胚胎工程的应用及前景,胚胎工程技术： 体外受精 胚胎移植 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。,这就是和牛（又称日本神户牛），是当今世界公认的品质最优秀的良种肉牛，国内市场每公斤能售出2000多元人民币的天价。,如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？,日本神户牛肉（雪花牛肉）,一、利用体细胞核移植技术进行 克隆。,二、利用体外受精、早期胚胎培养、 胚胎移植技术进行繁殖。,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。,简言之，

2、是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。,一、胚胎移植,1.胚胎移植的概念,体内受精、体外受精、核移植、转基因,受体的条件：,同种（同一物种）生理状态相同。,1.胚胎移植的概念,胚胎的来源：,胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。,供体：,受体：,提供胚胎的个体。,接受胚胎的个体。,实际上：,生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程,2、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； 3)一胎多产； 4)保存品种资源和濒危物种； 意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。,思考？ 1、准备移植的小牛胚胎，移植到任 何一头母牛的子宫内都能发育吗

3、？ 2、供体与受体之间进行胚胎移植 会不会发生免疫排斥反应？,3.胚胎移植的生理学基础,请认真阅读课本P76，思考讨论： 胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？,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

4、面的保障,胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关,思考与讨论: 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。,正确。,胚胎移植成功与否要有两个条件 （1）胚胎移植一

5、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。,4、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？ （2）每一步技术操作的作用如何？ （3）为什么要进行这些操作？,步骤,对供体受体的选择和处理 配种或人工授精 对胚胎的收集检查培养保存 移植胚胎 移植后检查,选择及同期发情处理,超数排卵处理,配种或人工授精,胚胎收集,胚胎检查,胚胎保存,胚胎移植,妊娠检查,分娩,4、胚胎移植的基本程序,（1）对供体、受体进行选择,供体： 具有优良遗传性状的个体； 受体： 同种的、健康和正常繁殖能力的个体 处理： 同期发

6、情 具体做法： 注射孕激素(性激素)。,（2）超数排卵处理 具体做法： 注射促性腺激素,（3）配种或人工授精,精子来源： 具有优良遗传性状的雄性动物。,（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？,（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,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的条件是什么？,196的液氮中保存,（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

7、相应部位，注入胚胎。,（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的犊牛,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：,优质母牛,普通母牛,优质公牛,【归纳总结】,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。 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。 产下的犊牛性别取决于所用供体公牛， 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。 冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。,遗传性

8、能优秀,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,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,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,P81/思考与探究：, 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

9、, 对受体母畜进行是否妊娠的检查,1、（1）,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。,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？ 第步需要进行

10、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。,P81/思考与探究：,1、（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。,二、胚胎分割,2、优势:可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。,1、

11、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。,3、特点： 后代具有相同的遗传物质，可看做动物无性繁殖或克隆 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、显微操作仪、分割刀、分割针 6、注意: 将内细胞团均等分割,.,.性别鉴定2,7、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。,对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么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

12、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。,知识扩展,三、胚胎干细胞,1.来源：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。,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。,3. 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,专能干

13、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,神经干细胞,造血干细胞,胚胎干细胞 受精卵,分类,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,【例4】 (深圳3月)牛胚胎移植的基本程序如图所示，请据图回答：,(1)图中a、b、c过程分别是指_、_

14、、_。,超数排卵,冲卵,胚胎移植,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,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,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

15、能正常运行,A,练习,（宁夏）(15分)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。,囊胚,原始性腺细胞,（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）在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_的结果。,胚胎干细胞,选择性表达,分化诱导,（4）某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓的治疗的实质是将上图的_细胞移植到患者体内。,（5）若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞神经细胞

16、中不能选用作为供体的细胞是成熟的_，其原因是_。 （6）若某药物可抑制肝肿瘤细胞NDA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的_期。 （7）在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用_细胞与骨髓细胞融合，经多交筛选最终得到能分泌_的杂交瘤细胞。,红细胞,造血干,细胞中无细胞核,间,B淋巴,特异性抗体,（海南）(18分)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题： (1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的_能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。 (2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于_卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂_期时，才具备受精能

17、力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明_过程已完成。,顶体酶,初级,中,受精,(3)动物的早期胚胎移植到同种且_与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用_激素对供体进行处理，其目的是获得更多的_ ，经人工受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。,(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹期或囊胚期阶段的早期胚胎进行_处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_条件下。,生理状态,促性腺,卵母细胞,对物质的吸收具有选择透过性,胚胎分割,冷冻(或液氮),3.下面是畜牧业生产上培育某种优良牛的两种方法,请分析回答：,（1）方法一和方