[交通运输]33 胚胎工程的应用及前景.ppt

胚胎工程的应用及前景,专题3:胚胎工程,一.胚胎移植,供体：提供胚胎的个体。受体：接受胚胎的个体。,（一）概念: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,使之继续发育为新个体的技术。,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，是胚胎工程的最后一道“工序”。,一头供体良种母牛平均每次处理收集到的胚胎移植后可产下34头良种犊牛，而每年对良种供体母牛可进行45次处理，这样，一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几或数十头。,2.胚胎移植的现状和意义,1)保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良)2)节约成本费用(大量节省购买种畜的费用)；3)大规模繁殖(一胎多产)；4)保存品种资源和保护濒危物种；5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。,移动到任何一头动物子宫内都能发育吗?同种动物发情排卵后,在一段时间内供体受体具有相同的生理环境为什么能收集到胚胎?早期胚胎一定时间内处于游离状态供体和受体会不会发生排斥/同种动物之间基本上不排斥为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特性不受受体的影响,.,生理学基础,3.胚胎移植的生理学基础,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？,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,（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：注射孕激素。,4、胚胎移植的基本程序,（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,【归纳总结】,该过程中两次使用激素，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。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。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。冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵（促性腺激素）,供体公牛,配种（人工授精）,冲卵,胚胎收集、检查、培养,胚胎移植（桑椹胚或囊胚）,妊娠检查,分娩（胚胎移植的牛犊）,胚胎移植的基本程序,2,4,5,2.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,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,B,3.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,对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理,配种或人工授精,收集胚胎,胚胎移植,对受体母畜进行是否妊娠的检查,二.胚胎分割,1.概念：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.原理：早期胚胎细胞具有全能性3.材料：发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。4.特点：后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖（克隆）。,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,.,.性别鉴定2,早期胚胎的性别鉴定1、核型分析法：其基本原理是取一部分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，检查性染色体，根据染色体中期的谱带差异、Y染色体的有无判断性别，准确率达100%。但过程复杂，且要求操作人员有丰富的经验。,胚胎性别鉴定,2、SRYPCR鉴定法：从早期胚胎中取出一个或几个卵裂球，用特异性引物扩增SRY基因，能够产生出扩增DNA片段的胚胎即为雄性，反之为雌性。再把确定性别的胚胎移植到子宫。,7、操作注意事项：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割以免影响胚胎分割后的恢复和进一步发育。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。,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。,胚胎干细胞:桑椹胚及以前胚胎内细胞团细胞原始性腺细胞,1、概念：由 或_中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。,早期胚胎,原始性腺,三.胚胎干细胞,2、特点,形态：体积小、细胞核大、核仁明显功能：具有发育的全能性，可以分化成任何一种组织。体外培养，只增殖不分化。可冷冻保存；可进行遗传改造,.为什么要移植，练习册P56 11,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的细胞能发育成完整个体（各种组织）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）专能干细胞如皮肤生发层细胞等能分化出特定的（一种或两种）组织,3、干细胞分类,.,.分类,4.主要用途,（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。,治疗性克隆的操作过程,诱导分化,（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。,1、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,2、多选）克隆动物的方法有 A.细胞核移植 B.胚胎分割 C.体外受精 D.转基因技术,AB,3、多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为 A.显微操作仪 B.电子显微镜 C.电子切割仪 D.实体显微镜4、多选）下列各项中，属于胚胎干细胞技术的应用的有 A为新药的研究和开发提供材料 B为细胞和组织移植提供无免疫原性的材料 C有目的地促进某种生物的进化 D改良并创造动物新品种,AD,ABD,5、“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,A,6、(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,（一）思考与探究 P811.（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛，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？答：供体公、母牛应具有人类所需的优良遗传性状的个体，受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力；用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，可以获得较多的胚胎；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。,（一）思考与探究1.（3）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？答：第步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。（4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。,