第3节胚胎工程的应用及前景

第3节胚胎工程的应用及前景胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作或处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的那个需求。应用较多一、胚胎移植的概念：胚胎移植是指将雌性动物体内的_________，或者通过________及其他方式得到的____，移植到_______、_________相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为_______的技术。早期胚胎体外受精胚胎同种的生理状态新个体胚胎的来源：供体：受体：受体具备的条件：供体的职能：受体的职能：胚胎移植的实质：提供胚胎的动物个体接受胚胎的动物个体二、胚胎移植的地位和意义：1、地位：胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。2、意义：(1)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。具体表现为：大大缩短供体本身的繁殖周期；增加了供体一生繁殖的后代数量。（2）利用冷冻胚胎保存技术，建立胚胎库，保存品种资源和濒危物种。液氮罐(3)在世界范围内，胚胎移植不受时间和地域的限制，大量节省了购买种畜的费用。(4)良种畜群迅速扩大，加速了育种工作和品种改良(5)在肉用家畜的生产中，一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例。将小牛胚胎移植到任何一头母牛的子宫内都能发育吗？供体和受体之间进行胚胎移植时，会不会发生免疫排斥反应呢？三、胚胎移植的生理学基础1、供体和受体具有相同的生理环境原因：哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供体、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为胚胎移植提供了相同的生理环境。2、不同动物早期胚胎在一定时间处于游离状态，为胚胎收集提供了可能。3、受体对外来的胚胎基本上不发生免疫排斥反应，就为胚胎在受体内存活提供了可能。4、胚胎可与受体子宫建立生理和组织联系，但遗传特性不受任何影响。什么部位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。你认为这种概括正确吗？正确。胚胎移植成功率的高低与供体、受体的生理环境条件一致性密切相关。只有供体、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以上述概括是正确的。四、胚胎移植的基本程序以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括__________________和处理，_______或进行人工授精，对胚胎的______、检查、_____或保存，对胚胎进行______，以及移植后的检查等步骤。对供、受体的选择配种收集培养移植优良供体母牛配种或人工授精收集胚胎普通受体母牛同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔超数排卵优良公牛原因？同期发情：又称同步发情，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。如何收集？质量检查？？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。冲卵是从输卵管或子宫角取出早期胚胎胚胎的收集：冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？冲卵冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中长时间保存液氮罐6天收集的胚胎胚胎检查：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。对受体母牛进行是否妊娠的检查受体母牛产下胚胎移植的犊牛受体移胚胚胎的移植：2.胚胎移植成功与否的条件有哪些?（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。1.胚胎移植成功的标志是什么?移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩胚胎移植成功的关键•同物种•同时发情•植入相应部位选择供体母牛受体母牛……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）胚胎移植的基本程序同期发情（1）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力（2）为什么要用促性腺激素处理供体母牛？用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，这样就可以获得较多的胚胎（3）在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件胚胎移植实现了优良性状个体的繁育，如果我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体，那么有没有办法让这样的一个胚胎一次性地繁育更多的个体？二、胚胎分割阅读资料62页，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、胚胎分割的概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。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。在显微镜下切割胚胎分割针牛胚胎性别鉴定和分割示意图囊胚腔透明带滋养层内细胞团取样滋养层做DNA分析性别鉴定已知性别胚胎胚胎移植分割针二分胚内细胞团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、意义：加速繁殖速度胚胎不能无限分割，那么有没有别的办法实现优良个体的多胎繁殖呢？阅读资料，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。（来源）2.特点:（1）形态：体积___,细胞核___,核仁_____；（2）功能：具有发育的_______,可分化为成年动物体内______________;（3）在______培养的条件下，ES细胞可以_______________。对它可以进行冷冻_____，也可以进行________。体外增殖而不发生分化保存遗传改造全能性小大明显任何一种组织细胞3.意义ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重要成就之一。4.主要用途(1)治疗人类的某些顽症(2)培育出人造组织器官，用于器官移植(3)是研究体外细胞分化的理想材料(4)用于哺乳动物个体发生和发育规律的研究（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。4.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。4.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。4.主要用途练习A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B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C3.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4、在胚胎移植中供体的主要职能（）A.提供优良的供体基因B.提供优良遗传特性的胚胎C.提供卵细胞D.提供精子B5、（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些条件（）A.同种生物B.生理状态相同C.雄性动物D.雌性动物ABD6、“试管婴儿”技术属于()A.胚胎移植B.组织培养C.克隆技术D.基因工程A7、(多选)胚胎移植技术目前主要应用与()A.解决某些不孕症者的生育问题B.治疗某些遗传病C.提高良种家畜的繁殖力D.提高动物的抗病力AC