胚胎工程的應(yīng)用及前景

33胚胎工程的應(yīng)用及前景閱讀下列材料和教材P74~75頁(yè),并思考以下問題:1、什么是胚胎移植？2、胚胎移植的現(xiàn)狀如何？3、胚胎移植有何意義？一、胚胎移植中國(guó)首例體細(xì)胞克隆牛胚胎移植后代今晨降生

（中新網(wǎng)2003年10月8日電）據(jù)膠東在線報(bào)道，今天凌晨3時(shí)18分，中國(guó)首例體細(xì)胞克隆牛的胚胎移植后代克隆牛“蓓蓓”在山東萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院動(dòng)物胚胎工程中心實(shí)驗(yàn)場(chǎng)呱呱墜地。克隆?！拜磔怼笔遣捎米钚碌牟ＡЩ焖倮鋬黾夹g(shù)和超數(shù)排卵技術(shù)繁殖的新型克隆牛。今天凌晨，記者和科研人員一起，焦急地等待“蓓蓓”的降生。3時(shí)18分，在科研人員的努力下，克隆牛“蓓蓓”終于來到了這個(gè)世界。母親黑白花奶?！袄婊ā斌聽偾樯?，忽然發(fā)起牛威，不許眾人靠近，并用舌頭舔干“蓓蓓”濕濕的黑色毛皮?！拜磔怼遍_始睜開眼睛，怯生生地看著四周關(guān)心它的人們。凌晨4時(shí)左右，在母親的幫助和周圍人們的鼓勵(lì)下，“蓓蓓”終于顫悠悠地站了起來，并在母親的幫助下開始行走?？蒲腥藛T費(fèi)了好大的勁才遏制住了母親的牛勁，開始對(duì)剛降生的“蓓蓓”進(jìn)行科學(xué)測(cè)量。經(jīng)測(cè)量，“蓓蓓”體長(zhǎng)66cm，身高78cm，胸圍81cm，心律188次/min，體溫39℃，體重33g，各項(xiàng)生理指標(biāo)正常。克隆?！拜磔怼笔俏覈?guó)成功繁殖的首例和第二例胎兒皮膚上皮細(xì)胞克隆牛“康康”和“雙雙”的后代。2001年，我國(guó)研究人員對(duì)“康康”和“雙雙”進(jìn)行了超數(shù)排卵處理，于2003年1月2日，從“雙雙”體內(nèi)采集到13枚符合國(guó)際胚胎移植標(biāo)準(zhǔn)的可用胚胎（這是國(guó)際上首次對(duì)體細(xì)胞克隆牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理試驗(yàn)并獲得可用胚胎）。研究人員將這些標(biāo)準(zhǔn)胚胎經(jīng)過玻璃化超快速冷凍處理后，移植到中國(guó)黑白花奶牛“梨花”的子宮內(nèi)，結(jié)果獲得妊娠。采用超數(shù)排卵技術(shù)和玻璃化超快速冷凍技術(shù)的“蓓蓓”的降生證明，體細(xì)胞克隆?！翱悼怠焙汀半p雙”與正常繁殖母牛一樣對(duì)外來激素具有較好的應(yīng)答能力；體細(xì)胞克隆牛經(jīng)超數(shù)排卵獲得的胚胎移植后，具有正常的發(fā)育成胎兒的能力；“蓓蓓”的降生，證明了我國(guó)體細(xì)胞克隆技術(shù)已達(dá)到世界前列。采用超數(shù)排卵技術(shù)會(huì)給畜牧業(yè)帶來巨大的變革，會(huì)促使良種克隆?？焖俜庇玫綄?shí)現(xiàn)，這一切將大大地帶動(dòng)畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。1、什么是胚胎移植？指將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過體外受精及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(dòng)物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。提供胚胎的個(gè)體稱為供體；接受胚胎的個(gè)體叫受體。胚胎移植是胚胎工程其他技術(shù)（如轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精等）的最后一道“工序”。2、胚胎移植的現(xiàn)狀如何？牛、羊的胚胎移植效率不斷提高；牛、羊的胚胎移植在我國(guó)部分地區(qū)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段，大大推動(dòng)了我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展。3、胚胎移植有何意義？進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性個(gè)體的繁殖潛力。胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)。第一，哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時(shí)間內(nèi)，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。第二，哺乳動(dòng)物的早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。第三，大量的研究已經(jīng)證明，受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。第四，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在妊育過程中不受任何影響。胚胎移植的基本程序胚胎移植主要包括：選擇和處理供、受體的；配種或人工受精；對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存；對(duì)胚胎進(jìn)行移植；胚胎移植后的檢查。胚胎移植的現(xiàn)狀：胚胎移植已經(jīng)是較為成熟的技術(shù)，但就目前發(fā)展的情況看，還需進(jìn)一步簡(jiǎn)化操作程序。在我國(guó)，牛、羊的胚胎移植技術(shù)已日臻完善和成熟，不久的將來，很有可能成為一項(xiàng)常規(guī)的繁殖技術(shù)。畜牧業(yè)發(fā)展和胚胎工程技術(shù)研究的不斷深入，為胚胎移植的應(yīng)用提供了廣闊的平臺(tái)。胚胎移植也將推動(dòng)胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。討論：1在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？例如，供、受體的發(fā)情時(shí)間要一致嗎？供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎？應(yīng)對(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。因此，必須做到供、受體母畜的發(fā)情時(shí)間一致。同時(shí)還要做到移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮角對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。2胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？胚胎移植成功率的高低與供、受體生理環(huán)境條件一致性密切相關(guān)。只有供、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。所以我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)單概括為早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。這樣的概括是正確的。二、胚胎分割閱讀教材P78~79頁(yè)，思考以下問題：1、什么是胚胎分割技術(shù)？它在畜牧生產(chǎn)上有何意義？2、為什么說胚胎分割可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一？3、胚胎分割的發(fā)展過程中經(jīng)歷了哪些事件？4、我國(guó)的胚胎分割技術(shù)取得哪些成果？5、胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備有哪些？6、胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇什么樣的胚？7、囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)有何功能？對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)要注意什么？為什么？8、如何進(jìn)行牛胚胎的分割？9、胚胎分割技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何？1、什么是胚胎分割技術(shù)？它在畜牧生產(chǎn)上有何意義？是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份、或8等份，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。有利于提高胚胎的利用率2、為什么說胚胎分割可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一？來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)。3、胚胎分割的發(fā)展過程中經(jīng)歷了哪些事件？1978年，科學(xué)家將小鼠桑椹胚一分為二，獲得了成功。1979年，科學(xué)家分割綿羊胚胎獲得同卵羔羊。20世紀(jì)80年代后，人們建立了系統(tǒng)的胚胎分割的方法，并相繼得到了1/4和1/8分割胚胎的的后代。4、我國(guó)的胚胎分割技術(shù)取得哪些成果？相繼成功地對(duì)小鼠、家兔、綿羊、山羊和牛等動(dòng)物進(jìn)行了分割胚胎移植，并將二分胚分割技術(shù)應(yīng)用到牛和羊的胚胎移植中。5、胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備有哪些？實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀6、胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇什么樣的胚？應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，將其移入到盛有操作液的培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀進(jìn)行分割。7、囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)有何功能？對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)要注意什么？為什么？?jī)?nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織。在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。8、如何進(jìn)行牛胚胎的分割？9、胚胎分割技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何？盡管胚胎分割技術(shù)已在多種動(dòng)物中取得成功，但仍存在一些問題，如剛出生的動(dòng)物體體重偏低，毛色和斑紋上還存在差異等。實(shí)踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的，到目前為止，最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例都很小。三、胚胎干細(xì)胞閱讀教材P80~81頁(yè)，思考以下問題：1、胚胎干細(xì)胞有什么特點(diǎn)和功能？3、胚胎干細(xì)胞有什么應(yīng)用價(jià)值？1、胚胎干細(xì)胞來源于什么細(xì)胞？來的一類細(xì)胞。2、胚胎干細(xì)胞有什么特點(diǎn)和功能？具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。在功能上具有發(fā)育的全能性，即具有可以分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞的能力。3、胚胎干細(xì)胞有什么應(yīng)用價(jià)值？胚胎干細(xì)胞在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。例如：①胚胎干細(xì)胞可以用于治療人類的某些頑癥。利用胚胎干細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化成新的組織細(xì)胞的特性，移植胚胎干細(xì)胞可使壞死或退化的部位得到修復(fù)并恢復(fù)正常功能。②通過胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，解決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。③胚胎干細(xì)胞是研究體外細(xì)胞分化的理想材料1下圖是同學(xué)們到某良種場(chǎng)進(jìn)行參觀后，看到的胚胎移植繁育良種奶牛的技術(shù)流程示意圖。請(qǐng)看圖思考并討論以下各題。（1）用文字完成下面的流程圖。對(duì)供、受體母畜進(jìn)行選擇，并進(jìn)行同期發(fā)情處理配種或人工授精收集胚胎胚胎移植對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查（2）應(yīng)該怎樣選擇供體公、母牛和受體母牛？在②中，為什么要用促性腺激素處理供體母牛，在促性腺激素處理供體母牛前，為什么需要對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理？

供體公、母牛應(yīng)該是具有人類所需的優(yōu)良遺傳性狀的個(gè)體，而受體母牛必須具有正常的孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺激素處理供體母牛是為了引起超數(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，對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，才能使它們的生理?xiàng)l件達(dá)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。（3）在流程圖中，哪一步需要進(jìn)行沖卵？沖卵是把母畜的卵子沖出來嗎？

第④步需要進(jìn)行沖卵，沖卵是指將供體母畜體內(nèi)的受精卵沖出來，而不是把卵子沖出來。（4）用胚胎移植繁育良種種畜具有哪些實(shí)用意