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胚胎工程的应用及前景


1、胚胎移植 2、胚胎分割

3、胚胎干细胞

总结

婴儿真的能在试管中发育吗



2003年10月8日中国首例体细胞克隆牛 的胚胎移植后代“蓓蓓 ”降生

在我们所学习过的生物工程技术中哪些要用 到胚胎移植?

1)动物基因工程

获得转基因动物

2)动物细胞核移植技术获得克隆动物
3)试管动物技术获得试管动物

因此,胚胎移植是胚胎工程其 他技术的最后一道“工序”。

1、胚胎移植
胚胎移植:

操 作 对 象

提供胚胎

将雌性动物的早 移 期胚胎,或者通过体外受 植 条 精及其他方式得到的胚胎, 件 移植到同种的、生理状态 相同的其他雌性动物体内, 使之继续发育为新个体的 技术。
同物种

接受胚胎

地位:是胚胎工程其它技术的最后一道工序

供体和受体的选择 供体:提供胚胎的个体,具有人类所需的优良遗传 性状的个体 供体的主要职能:只产生具有优良遗传特性的胚 胎 受体:接受胚胎的个体,具有正常的孕育、生殖后 代的能力 受体的职能:担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任

胚胎移植生殖方式
有性生殖或无性生殖 取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术 形成的重组细胞发育而成的。

胚胎的来源
雌性动物的早期胚胎 和体外受精

及其他方式的到的胚胎

胚胎移植的现状和意义
现状:近十年来,牛、羊的胚胎移植 在我国部分地区已进入生产应用阶 段。羊的胚胎移植的效率比奶牛还 要高

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)实现了一胎多产

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能

缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量

意义:充分发挥雌性优良 个体的繁殖潜力。 良种奶牛

低产受体奶牛

加速育种工作和品种改良。

一次出生 对供体实施超 增加双胎和多胎的比例。 数排卵

胚胎移植需要考虑的问题:
1)胚胎移植时,供体、受体应具有什么样的生

理环境?
2)在收集胚胎时,会不会伤害到供体的胚胎? 3)移植的胚胎是否会与受体发生免疫排斥? 4)把胚胎移植到受体的子宫内,两者能建立联 系吗?供体胚胎的遗传性状是否会受到受体的影 响?

胚胎移植的主要生理学基础
(1)哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠, 在一段时间内供受体生殖器官生理变化相同。 为供体胚胎移植提供了相同的生理环境 (2)早期胚胎形成后,一定时间内不与母体子 宫建立组织上的联系。呈游离状态,有利于胚胎 收集。 (3)受体对移入子宫的外来胚胎无免疫排斥反 应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。 (4)供体胚胎与受体子宫可建立正常生理 和组织联系,遗传特性不受影响。

.胚胎移植成功与否的重要条件
同物种
(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供、受体母畜的发情时间一致 ②移入受体子宫胚胎的位置应 该与其供体内的位置相同或相 似
培育6天的人类胚胎移入子宫

胚胎移植主要包括
对供受体的选择和处理 配种或进行人工授精

受体母牛产下胚胎犊牛

对胚胎的收集

移植后的妊娠检查

检查 培养或保存

对胚胎进行移植

(1)选择及同期发情处理
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 处理方法: 用激素进行同期发 情处理

(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。(也叫冲 卵)

(5)对胚胎进行质量检查

此时胚胎处于 什么时期?
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℃的液氮中保存

或直接向受体移植

(7)胚胎的移植 方法一:手术法

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)对受体母牛进行妊娠检查

(9)受体母牛正常分娩

牛 胚 胎 流移 程植 的 基 本

选择
良种

供体母牛

受体母牛
健康

……同期发情处理…… 超数排卵

供体公牛
良种

配种
冲卵 胚胎移植 妊娠检查

质量检查、培养

分娩(胚胎移植的犊牛)

? 1将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的 胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内。以 下说法不正确的是( D ) ? A.这里说的同“种”是指同一“物种” ? B.加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛,生出荷斯坦奶 牛,可以移植成功 ? C.同种动物之间的生理特征相近,进行胚胎移植易于成功 ? D.哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,同种动物生 殖器 的生理变化都是一样的
? 2 冲卵”是指( D ) ? A. 把受精卵从子宫冲洗出来 ? B.把卵细胞从子宫冲洗出来 ? C. 把卵细胞冲散,便于收集 ? D. 把胚胎从子宫冲洗出来.

? 3、“试管婴儿”技术属于( A ? A.胚胎移植 B.组织培养 ? C.克隆技术 D.基因工程



? 4、哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内 ( B ),这就为胚胎的收集提供了可能 ? ? ? ? A. 已经与母体子宫建立组织上的联系 B. 处于游离状态 C. 处于固定状态 D. 已经吸附于子宫内壁上

5、以下哪一项是胚胎工程的最终技术环节( B ) A. 胚胎分割 B. 胚胎移植 C. 胚胎培育 D. 体外生产胚胎技术

6、下列有关动物胚胎移植的叙述中,不正确的是( A ) A.从受孕母畜体内取出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状态 C.超数排卵技术要使用一定的激素 D.试管婴儿技术只有受精及早期卵裂过程在体外进行

7、在胚胎移植中供体的主要职能是( B ) 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

8、奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊,以增加 牛奶产量。可以采取的方法是( A ) A.通过分离出X精子并与卵细胞结合受精 B.通过分离出X精子和Y精子并与卵细胞结合受精 C.通过分离出Y精子并与卵细胞结合受精 D.通过分离含X,Y染色体的精子与卵细胞结合受精 培养 9、下列关于胚胎移植的叙述不正确的是( A ) A、胚胎移植全部属于无性繁殖 B、可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 C、大大缩短了供体本身的繁殖周期 D、供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性 的胚胎

10、进行胚胎胚胎移植时最迟选择哪一 时期的胚胎( C ) A、卵裂期 B、桑椹胚 C、囊胚 D、原肠胚 11、从供体母畜收集的胚胎,可以直接 向受体移植,也可以放入什么中保 存。 ( C ) A. 液氧 B. 干冰 C. 液氮 D. 培养箱

思考讨论教材76页题回答
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? 答: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或一致,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。

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?
答:这样的概括是正确的。 胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一 致性密切相关。只有供、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。所以我 们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理 环境条件下空间位置的转移。

胚胎分割

胚胎分割

胚胎分割:采用机械 方法将早期胚胎切割 成2、4或8等份等, 经移植获得同卵双胎 或多胎的技术。
后代具有相同的遗传 物质,可看成无性繁 殖或克隆方法之一。

特点:

后代具有相同的遗传物质,无性繁殖或克隆
选择的胚胎: 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚 使用的主要仪器:
显 实体显微镜、显微操作仪、分割刀、分割 微 实 操 体 仪器 针 作 显 仪 微 镜 注意:

胚胎分割的基本过程

DNA 分析 胚胎 移植

透明带 滋养层

操作

内细 胞团

返回
分割胚胎(机械法、酶处理) 着床产仔

胚胎移入培养液

移植胚胎给受体

方法: 采用机械方法切割早期胚胎

应用:应用此技术可提高胚胎的利用率 胚胎分割的基本步骤
进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹 胚或囊胚,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后, 用分割针或分割刀进行分割。 具体操作程序:用工具将胚胎切开,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 的胚胎移植给受体

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。

? 1、对于桑椹胚和囊胚的胚胎,用分割针或 分割刀将胚胎切开,吸出其中半个胚,移 入预先准备好的( A )中,或直接移植给 受体。 ? A. 空透明带 B. 滋养层 ? C. 饲养层 D. 囊胚腔 ? 2、在进行囊胚切割时,要注意将( C )等分。 ? A. 透明带 B. 滋养层 ? C. 内细胞团 D. 囊胚腔

? 3.以下对于胚胎分割的描述,正确的是 (D) ? A.只能对囊胚期细胞进行分割 ? B.囊胚阶段的胚胎分割份数越多,产生相 同基因型的后代个数越多 ? C.胚胎分割产生的后代个体表现型完全相 同 ? D.内细胞团一般到囊胚才出现,胚胎分割 时最好将其均等分割,移植成功率才高

? 4.表现型不同的母牛生育出基因型 完全相同的小牛。产生这一结果最 可能的原因是(C ) ? A.?试管动物培养 B.胚胎移植 ? C.?胚胎分割移植 D.受精卵移植

5.下图是牛胚胎分割示意图。请据图回答下列问题: (1)进行胚胎分割时,应选择发 桑椹胚 育到___________和___________时 囊胚 期的胚进行操作。 内细胞团 (2)①指的是___________,②指的 是___________。 囊胚腔 (3)通过胚胎分割产生的两个或多个 具有相同的遗传物质 个体具有的特点是______________________。 (4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时, 应注意_______________________________, 胚胎分割要将内细胞团均等分割 原因是_________________________________。 以免影响胚胎的恢复和进一步发育

旁栏思考题P79
对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为什么要 将内细胞团均等分割?
答: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。

思考:
胚胎分割的份数是否越多得到的后代越多 ? 不是 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。

胚胎干细胞

胚胎干细胞:ES、EK是 由早期胚胎或原始性腺 中分离出来的一类细胞.

受精 胎儿 全能 细胞 囊 胚 生殖腺 细胞 胚胎干细胞 分离培养

内细胞团细胞

胚胎干细胞
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. 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。

胚胎干细胞应用

(1)治疗人类顽症:
如帕金森综合症、少年糖尿病等。 (2)培育人造组织器官: 解决供体器官不足、免疫排斥等。 (3)研究体外细胞分化。 (4)ES细胞可用于研究哺乳 动物个体发生和发育的规律。

1.以下对于胚胎分割的描述,正确的是( D ) A.只能对囊胚期细胞进行分割 B.囊胚阶段的胚胎分割份数越多,产生相同基因 型的后代个数越多 C.胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同

D.内细胞团一般到囊胚才出现,胚胎分割时最好 将其均等分割,移植成功率才高

2、胚胎干细胞的特点是( B ) A.在形态上,表现为体积大,细胞核大,核仁明显; 在功能上具有发育的全能性 B.在形态上,表现为体积小,细胞核大,核仁明显; 在功能上具有发育的全能性 C.在形态上,表现为体积小,细胞核小,核仁不明 显;在功能上不具有发育的全能性 D.在形态上,表现为体积大,细胞核小,核仁明显; 在功能上具有发育的全能性

3.干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞,它具 有再生各种细胞、器官的潜能,医学家们正尝试利用 干细胞治疗一些顽疾,用骨髓移植法有效治疗白血病 便是成功的例证。下列说法中不正确的是( C ) A.利用干细胞治疗某些顽疾,是因为干细胞具有再生 各种组织、器官的潜能 B.骨髓分为红骨髓和黄骨髓,其中,只有红骨髓具有 造血功能 C.用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥 (异)反应 D.异体骨髓移植成功后,康复者的血型有可能发生改 变

4、关于ES细胞的应用叙述错误的是( D ) A.可以用于治疗由于细胞坏死,退化或功能 异常引起的疾病 B.在体外诱导分化可培育出人造组织器官 C. 是研究体外细胞分化的理想材料 D.不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病

一、胚胎移植: 1、胚胎移植的现状和意义; 2、胚胎移植的生理学基础; 3、胚胎移植的基本程序。 二、胚胎分割: 1、仪器; 2、操作方法。 三、胚胎干细胞。


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