【高中生物】胚胎工程的应用及前景

1、3.3 胚胎工程的应用及前景,湛江产天价牛肉 千元一斤有钱还难买,新闻,日本神户牛肉（雪花牛肉）,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？,一、利用体细胞核移植技术进行克隆。,二、利用体外受精和早期胚胎培养技术进行繁殖。,一、胚胎移植,1.胚胎移植概念,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。,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。,接受胚胎的个体。,同种（同一物种

2、）、生理状态相同。,胚胎移植的优势,可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 供体的主要职能： 只产生具有优良遗传特性的胚胎 受体的职能： 担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务,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？ 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？,2.胚胎移植的生理学基础,请认真阅读课本P76，思考讨论： (1)胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？ (2)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？ (3)有人认为胚胎移

3、植实质上是早期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？,2.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,思考与讨论: 1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚

4、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。,3、胚胎移植的基

5、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？,（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。,（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： 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？,不是，冲卵是将供体母畜 体内的受精卵冲出来。,（5）对胚胎进行质量检查,

6、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？胚胎为什么在此条件下保存？,（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：胚胎移植的基本程序,同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使

7、其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。,羊同期发情,供体超排处理：注射促性腺激素,供体配种,冲卵,胚胎检查,胚胎检查,胚胎移植或保存,胚胎移植,非手术法移胚,手术法移胚,受体产下犊子,遗传性能优秀,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,请阅读课本P75、图3-17“胚胎移植的现状和意义”， 自由思考讨论，发表自己的观点。总结出胚胎移植的意义。,4、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； 5)可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周

8、期,增加一生繁殖的后代数量。,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,A,D,3.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

9、.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,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,1.概念: 采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成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。,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。,4、选

10、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。,胚胎分割移植的显微操作,胚胎分割基本过程,代孕母牛,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,7、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

11、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。 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。,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。

12、,三.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。,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。,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.体外培养可增殖不分化； （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。,干细胞的分类： （1）全能干细胞 （2）多能干细胞 （3）专能干细胞,3.主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎

13、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。,（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

14、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。,胚胎干细胞核移植： 指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。,完成课本P81页探究1的流程图，并思考问题。,1.应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在中，为什么用促性腺激素处理供体母牛？在此之前，需要对供体和受体母牛进行同期处理吗？,2.在流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母牛 的卵子冲出来吗？为什么在第7天进行冲卵？,3.对胚胎进行质量检查的目的是什么？ 此时胚胎处于什么时期？,供体公、母牛：遗传性能优秀的个体； 受体母牛：健康和正常繁殖能力的个体。 超数排卵，获得较多胚胎。需要。,第步，冲卵是将供体母畜体内的受精卵冲出来。,检查胚胎的发育状况 处于桑椹胚或囊胚,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:,3.供体的