胚胎工程及應用1

1、胚胎移植概念: 將雌性動物的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內,使之發(fā)育為新個體的技術。將經濟價值較高、遺傳性狀優(yōu)秀的母畜，經過激素處理。使其超數(shù)排卵后受精，然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到同期發(fā)情的代孕母的子宮內，通過代孕母妊娠產仔的技術胚胎的來源： 雌性動物的早期胚胎，或通過體外受精及其他方式得到的胚胎。供體：提供胚胎的個體。受體：接受胚胎的個體。受體的條件：同種、生理狀態(tài)相同。 轉基因、核移植等優(yōu)良供體超數(shù)排卵發(fā)情配種收集胚胎受體母牛正常繁殖或兩三個月后做另一次移植同期發(fā)情發(fā)情胚胎移植妊娠有價值的后裔什么方法？促性腺激素優(yōu)良公牛牛胚胎移植技

2、術路線示意圖怎樣做到？注射相關激素 同步發(fā)情：又稱同期發(fā)情，利用某些激素制劑人為地控制并調整一群母畜發(fā)情周期的進程，使之在預定時間內集中發(fā)情。 優(yōu)良供體超數(shù)排卵發(fā)情配種收集胚胎受體母牛正常繁殖或兩三個月后做另一次移植同期發(fā)情發(fā)情胚胎移植妊娠有價值的后裔優(yōu)良公牛牛胚胎移植技術路線示意圖用具有什么特點的牛作為供體牛？遺傳性能和生產性能優(yōu)秀的個體用具有什么特點的牛作為受體牛？健康并能正常繁殖的個體如何收集？ 在配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來。沖卵是從輸卵管或子宮角取出早期胚胎母牛非手術沖卵示意圖沖卵后，對胚胎進行質量檢查。這時的胚胎應發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。將收

3、集的胚胎直接向受體移植或放入-196的液氮中保存液氮罐6天收集的胚胎（未揀）優(yōu)良供體超數(shù)排卵發(fā)情配種收集胚胎受體母牛正常繁殖或兩三個月后做另一次移植同期發(fā)情發(fā)情胚胎移植妊娠有價值的后裔優(yōu)良公牛牛胚胎移植技術路線示意圖如何移植？具體步驟？方法一：手術法具體做法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。方法二：非手術法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應部位，注入胚胎。對受體母牛進行是否妊娠的檢查受體母牛產下胚胎移植的犢牛供體后代還是受體后代？受體移胚胚胎移植的生理學基礎1)供體和受體相同的生理環(huán)境；如何保證？供、受體生理狀態(tài)要相同，為此必須做到A、供、受體母畜的發(fā)情時間一致。哺乳動物

4、發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。B、移入受體子宮胚胎的位置應該與其在供體內的位置相同或相似。移入胚胎一側的受體子宮對應的卵巢必須有黃體存在。為什么要求供、受體生殖器官的生理變化相同？因為兩者之間的妊娠期、體內的激素水平要相同或者接近。否則胚胎就不能正常的著床。這是胚胎移植成功與否的關鍵。胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉移。你認為這樣的概括正確嗎？ 正確。胚胎移植的生理學基礎1)供體和受體相同的生理環(huán)境；2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能；什么部位？輸卵管和子宮角胚胎移植的生理學基礎1)供體和受體相同的生

5、理環(huán)境；2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能；3)受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥；4)胚胎與受體建立正常的聯(lián)系,但遺傳物質沒有改變。為什么？指發(fā)生了什么生理過程？同物種動物之間進行胚胎移植易于成功。選擇供體母牛受體母牛 處理2.超數(shù)排卵供體公牛3.配種4.沖卵5.胚胎質量檢查6.胚胎移植7.妊娠檢查8. 分娩（胚胎移植的犢牛）胚胎移植的基本程序復習1.同期發(fā)情胚胎移植成功的關鍵同期發(fā)情植入相應部位（有黃體一側）同物種復習 試管動物 胚胎移植動物受精獲取細胞試管動物與胚胎移植不同點：比較體外受精體內自然受精從供體獲得卵子和精子 獲得早期胚胎胚胎移植的現(xiàn)狀和意義1)加速育種工

6、作和品種改良；2)大量節(jié)省購買種畜的費用；3)一胎多產；4)保存品種資源和瀕危物種；5)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量。受體母羊與所生羔羊一次移入三枚胚全部成活胚胎移植效果胚胎移植的現(xiàn)狀和意義 胚胎移植實現(xiàn)了優(yōu)良性狀個體的繁育，如果我們能確定某個胚胎將發(fā)育為非常理想的個體，那么有沒有辦法讓這樣的一個胚胎一次性地繁育更多的個體？思考胚胎分割 閱讀課本，思考以下問題：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特點（3）胚胎分割的理論基礎（4）胚胎分割操作過程1.概念: 采用機械方法（顯微手術）將早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,經體內或體外培養(yǎng)后植入受體，以得

7、到同卵雙胎或同卵多胎的技術。為何要做這步才能移植？2.特點： 后代具有相同的遺傳物質， 因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。3、理論基礎 動物胚胎細胞的全能性。 所以胚胎分割的時期為： 囊胚或桑椹胚。成倍增加胚胎數(shù)量4、切割時期： 發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要儀器： 實體顯微鏡和顯微操作儀。6、具體操作 用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預先準備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。胚胎分割操作過程7、操作注意事項： 對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內細胞團均等分割。 原因： 若分割時不能將內細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內細胞團多的部分正

8、常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。7、操作注意事項： 胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會越大，移植的成功率也越低。 早期胚胎的體積很小，細胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，不但難以做到均等分割，而且每一份的細胞數(shù)會越少，切割后的內細胞團細胞所受的影響會更大（移植后的恢復和發(fā)育的難度會越大） 。 受精卵卵裂 早期胚胎胚胎分割基本過程植入植入代孕母牛分割性別鑒定同卵雙生錯開季節(jié)的同卵雙生犢牛牛胚胎分割的主要用途8、胚胎分割技術的缺陷 （1）剛出生動物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異； （2）采用胚胎分割技術產生同卵多胎的可能性是有限的。 胚胎不能無限分割，那么有沒有別的辦

9、法實現(xiàn)優(yōu)良個體的多胎繁殖呢？思考胚胎干細胞閱讀課本，思考以下問題：（1）什么是胚胎干細胞？ 簡稱是什么？（2）胚胎干細胞的來源。（3）胚胎干細胞的特性。（4）胚胎干細胞的應用。1.概念： 簡稱ES或EK細胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。2.特點: （1）形態(tài)： 體積小,細胞核大,核仁明顯； （2）功能： 具有發(fā)育的全能性,可分化為完整個體，或任何一種組織細胞; （3）在體外培養(yǎng)的條件下，ES細胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。全能細胞 囊胚 胎兒 內細胞團細胞 生殖腺細胞 受精胚胎干細胞分離培養(yǎng) 分離內細胞團胰蛋白酶處理轉入培養(yǎng)皿中培養(yǎng)不加飼養(yǎng)層

10、細胞培養(yǎng)細胞分化飼養(yǎng)層的細胞可以分泌一些能抑制細胞分化的物質，滿足促進干細胞生長的同時抑制干細胞分化的條件。EK細胞加飼養(yǎng)層細胞 培養(yǎng)ES細胞（1）治療人類的某些頑癥。 利用ES細胞可以誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。 目前，在動物實驗方面，用ES細胞誘導分化出的某些組織細胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。3.主要用途（2）培育出人造組織器官，用于器官移植。 隨著組織工程技術的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導分化，還可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。還有什么技術可以完成此

11、工作？3.主要用途（3）ES細胞也是研究體外細胞分化的理想材料。 ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。 在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子,就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。3.主要用途（4）ES細胞還可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究3.主要用途基因工程細胞工程胚胎工程操作對象技術手段（操作步驟）理論基礎早期胚胎、配子胚胎移植體外受精胚胎分割胚胎干細胞培養(yǎng)哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律胚胎細胞的全能性基因細胞、細胞器獲取目的基因構建表達載體目的基因導入受體細胞目的基因的檢測與鑒定植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)核移植和克隆動物細胞融合

12、單克隆抗體中心法則細胞全能性細胞膜流動性（免疫原理）動物細胞培養(yǎng)： 葡萄糖、氨基酸、促生長因子、 無機鹽、微量元素和血清、抗生素等胚胎培養(yǎng)液： 無機鹽、有機鹽、維生素、 激素、氨基酸、核苷酸、血清等比較1.下列不屬于胚胎工程的是：A.體外受精 B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細胞培養(yǎng) D.轉基因鯉魚的培育 2.有一個卵原細胞中含有A與A、B與B兩對同源染色體，它形成的含有AB的配子有A.1個 B.0或1個 C.2個 D.4個DB練習下列有關動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是A.受孕母畜體內的受精卵或胚胎均能移植B.受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C.超數(shù)排卵技術要使用一定的激素D.試管嬰兒

13、只是受精及早期卵裂過程在試管中進行A練習下列對于優(yōu)良種畜的胚胎移植的說法不正確的是A.供體母牛必須是同一物種的良種B.受體母牛必須是同一物種的良種C.供體公牛必須是同一物種的良種D.受體母?？梢允峭晃锓N的一般健康牛B練習供體的胚胎移植到受體后，游離的胚胎在發(fā)育過程中形成胎盤與受體相連，并通過胎盤與受體的血液進行物質交換。以下說法正確的是A.受體是為供體胚胎提供發(fā)育的條件B.受體與胚胎血型應相同，否則會發(fā)生免疫排斥反應C.受體與胚胎血液混融在一起D.胚胎心肺功能都能正常運行A練習 利用胚胎干細胞治療肝衰竭，實現(xiàn)此過程的重要原因是 A.細胞分裂 B.細胞特化 C.細胞分化 D.細胞增殖C練習 我

14、國首例“虎獅獸”2002年在南京紅山動物園誕生，利用了雄虎的精子和雌獅的卵子“體外受精”完成這一過程需要解決的問題精子在體外用獲能物質處理用化學物質處理掉卵黃膜便于精子進入抽取精子、卵子的核進行融合精子入卵后進行人工處理防止多精入卵練習 下列正確的卵裂期細胞經過了細胞分裂，不再分化原腸胚細胞屬于全能細胞囊胚腔先于原腸腔出現(xiàn)桑椹胚開始進行孵化練習P81/思考與探究：1、（4）用胚胎移植繁育良種種畜具有哪些實用意義？ A、可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個體的繁殖潛力。具體表現(xiàn)為：縮短了供體本身的繁殖周期，同時通過超數(shù)排卵處理和胚胎移植可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代。 B、可在短期大幅度增加優(yōu)良個體母畜

15、和公畜的后代數(shù)量，迅速擴大良種畜群，加速育種和品種改良工作。 C、經冷凍保存的胚胎可進行國內和國際交換，代替活畜的引種或進出口。 D、可以人為生產雙胎或多胎。 E、可以通過保存胚胎來保存品種資源和瀕危動物。P81/思考與探究： 對供、受體母畜進行選擇，并進行同期發(fā)情處理處理供體母畜 配種或人工授精 收集胚胎對胚胎檢查、培養(yǎng)或保存胚胎移植 對受體母畜進行是否妊娠的檢查1、（1）良種奶牛后代P81/思考與探究：1、（2）應該怎樣選擇供體公、母牛和受體母牛？ 供體公、母牛應該是具有人類所需的優(yōu)良遺傳性狀的個體，而受體母牛必須具有正常的孕育、生殖后代的能力 在中，為什么要用促性腺激素處理供體母牛？ 為了引起超數(shù)排卵，這樣就可以獲得較多的胚胎 在促性腺激素處理供體母牛前，需要對供體和受體母牛進行同期處理嗎？ 需要對供體和受體母牛進行同期發(fā)情處理，才能使它們的生理條件達到同步或一致，使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件。P81/思考與探究：1、（3）在右側的流程圖中，哪一部需要進行沖卵？沖卵是把母牛的卵子沖出來嗎？ 第步需要進行沖卵，沖卵是指將供體母畜體內的受精卵沖出來，而不是把卵子沖出來。 畜牧業(yè)：提高畜牧業(yè)生產的效率人類：避免患上與性別相關的遺傳疾病書P82分離不同精子種類的應用價值：精子分離后的體外受精XX型胚胎XY型胚胎提取DNA擴增SRY片段SRY