33胚胎工程的应用及前景(上课)

一、胚胎移植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。将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经过激素处理。使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术．胚胎的来源：雌性动物的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到的胚胎。供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。受体的条件：同种(同一物种)、生理状态相同。转基因、核移植等思考？•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？生理学基础意义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。2、胚胎移植实质你认为这样的概括正确吗？是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。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？选择及同期发情处理超数排卵处理配种或人工受精胚胎收集胚胎检查胚胎保存胚胎移植妊娠检查分娩3、胚胎移植的基本程序（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。为什么在第7天进行冲卵？（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°液氮保存（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：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优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔什么方法？优良公牛怎样做到？同步发情：又称同期发情，利用某些激素制剂人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔优良公牛用具有什么特点的牛作为供体牛？遗传性能和生产性能优秀的个体用具有什么特点的牛作为受体牛？健康并能正常繁殖的个体如何收集？【归纳总结】①该过程中两次使用促性腺激素，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。②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。③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，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。④冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。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AD3.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。.注入空透明带.半裸胚直接到受体选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。基本过程：.半裸胚直接移植,均等,为什么只能2份.还存在什么问题7、操作注意事项：①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。②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。归纳小结三.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。干细胞干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力的原始未分化细胞，是形成哺乳类各种组织器官的祖宗细胞。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。全能细胞囊胚胎儿内细胞团细胞生殖腺细胞受精胚胎干细胞分离培养分离内细胞团细胞分化饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞，因为胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。加饲养层细胞培养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。（1）治疗人类的某些顽症。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。3.主要用途（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。还有什么技术可以完成此工作？3.主要用途（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。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。在培养液中加入分化诱导因子,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。3.主要用途4、干细胞的分类：（1）全能干细胞（2）多能干细胞（3）专能干细胞分类•全能干细胞（胚胎干细胞）–桑椹胚及以前（如受精卵）–由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来–能发育成完整个体•多能干细胞(成体干细胞)–能分化出动物体内的多种组织（造血干细胞）•专能干细胞–如成肌细胞、皮肤生发层细胞等–能分化出特定的（一种或两种）组织.分别指什么,分化程度,潜能；核全能性；目前初始化.应用按照分化潜能大小来分类..分类干细胞可以通过以下四个途径获得：(1)从体外培养的胚胎获得；(2)从早期流产的胎儿中获得；(3)从克隆的胚胎中获得；(4)从成体中获得。总结：胚胎工程技术：胚胎移植体外受精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。基因工程细胞工程胚胎工程操作对象技术手段（操作步骤）理论基础早期胚胎配子胚胎移植体外受精胚胎分割胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律基因细胞细胞器获取目的基因构建表达载体目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养核移植和克隆动物细胞融合单克隆抗体中心法则细胞全能性细胞膜流动性免疫原理动物细胞培养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素和血清等胚胎培养液：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等细胞核移植的方法体细胞核移植胚胎细胞核移植胚胎体外培养技术动物细胞培养技术什么技术什么技术什么技术什么技术什么技术什么技术胚胎移植技术试管动物胚胎移植动物受精获取生殖细胞体外受精体内自然受精从供体获得卵子和精子获得受精卵或胚胎提醒试管婴儿(动物)技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是核移植技术形成重组细胞发育而成的。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②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