胚胎工程的应用及前景课件

学习目标1、举例说出胚胎移植。2、认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。3、举例说出胚胎分割。4、关注胚胎工程的研究进展和应用价值。学习重难点1、胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用。2、胚胎分割的应用意义。3、胚胎干细胞研究的意义。4、胚胎干细胞的概念和分离途径。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。你能说出胚胎移植的概念吗？1.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。胚胎的来源：雌性动物体内的早期胚胎或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、生理状态相同。胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。在胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、核移植，或体外受精等技术获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。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；5)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。3胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境；2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能；什么部位？输卵管和子宫角3胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境；2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能；3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥；4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变。为什么？同物种动物之间进行胚胎移植易于成功。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后相似吗？答案：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、胚胎移植实质上是早期胚胎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？正确。4、胚胎移植的基本程序阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？（1）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工授精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植（5）移植后的检查（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（孕激素）。（2）采集卵母细胞方法：超数排卵具体做法：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。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？（6）胚胎的保存或移植胚胎保存的条件是什么？胚胎为什么要保存？（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：胚胎移植成功的关键•同时发情•植入相应部位•同物种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？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•(1)胚胎移植的生理学基础•①哺乳动物排卵后，同种生殖器官的生理变化是相同的，这是胚胎能够移入受体的生理基础。•②早期胚胎形成后，未与母体子宫建立联系，而是处于，这是胚胎收集的生理基础。•③受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生反应，这是胚胎在受体内能够存活的生理基础。•④供体胚胎可与受体子宫建立联系，且不影响供体胚胎的，这是供体胚胎正常发育的生理基础。•(2)胚胎移植的实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。供受体游离状态免疫排斥遗传特性空间位置•(3)胚胎移植的优势：充分发挥优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。•(4)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用对受、供体进行同期发情处理；第二次用处理供体使其超数排卵。•(5)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。•(6)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由形成的，还是由技术形成重组细胞发育而成或形成的。雌性孕激素促性腺激素受精卵核移植胚胎分割1．(2012年高考江苏卷)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是()A．对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B．受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行C．对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D．胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低D•解析：本题主要考查胚胎移植的有关问题。常用孕激素对受体母牛进行同期发情处理，对供体母牛还要注射促性腺激素做超数排卵处理，故A错；受精和早期胚胎培养可在雌性动物体内完成，也可以在体外完成，故B错；对冲卵获得的桑椹胚或囊胚检查合格后方可移植，故C错；胚胎分割移植最常见的是同卵双胎，而同卵多胎的成功率很小，故D对。•答案：D2．试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。请根据试管牛的生产流程图回答相关问题：(1)①②过程分别表示、。(2)对供体母牛的要求是，通常母牛每次只排出一枚卵母细胞，可用激素对其进行超数排卵处理。(3)从母牛体内获得的卵母细胞需要到(时期)才能与精子结合。在体外培养受精卵时，需要满足以下条件：、营养、温度和pH以及气体环境。(4)生产上常用期的胚胎进行②进程，应用试管动物的优势在于________________________________________________。体外受精胚胎移植遗传性能和生产性能优秀促性腺减数第二次分裂中期无菌无毒的环境桑椹胚(或囊胚)充分发挥雌性优良个体的繁殖能力3．下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答：(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有和。(2)用激素处理的目的是使B牛，从B牛体内获得的卵子需要培养到(时期)才能与精子结合。(3)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才能与B牛的卵子结合，完成受精作用，这个过程叫。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到。(4)生产上常用期的胚胎进行胚胎移植。动物细胞培养胚胎移植超数排卵减数第二次分裂中期精子获能两个极体桑椹胚(或囊胚)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。胚胎分割移植的显微操作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。练习•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A•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B3.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。干细胞的分类：（1）全能干细胞（2）多能干细胞（3）专能干细胞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。3.主要用途阅读课本相关内容，说说胚胎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。4.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