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1、3.3 3.3 胚胎工程的應(yīng)用及前景胚胎工程的應(yīng)用及前景胚胎工程其他技術(shù)的最后一道胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序工序”胚胎移植 將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。簡言之，是早期胚胎在簡言之，是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。間位置的轉(zhuǎn)移。一、胚胎移植一、胚胎移植簡言之，是早期胚胎在相同生理簡言之，是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下
2、空間位置的轉(zhuǎn)移。環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。體內(nèi)受精、體外受精、核移植、轉(zhuǎn)基因體內(nèi)受精、體外受精、核移植、轉(zhuǎn)基因受體的條件：受體的條件：同一物種、生理狀態(tài)相同。同一物種、生理狀態(tài)相同。胚胎的來源：胚胎的來源：供體：供體：受體：受體：提供胚胎的個體。提供胚胎的個體。 接受胚胎的個體。接受胚胎的個體。1 1、準備移植的小牛胚胎，移植到任何一頭母牛的子宮內(nèi)都、準備移植的小牛胚胎，移植到任何一頭母牛的子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎？能發(fā)育嗎？2 2、供體與受體之間進行胚胎移植會不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？、供體與受體之間進行胚胎移植會不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？1 1、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) 1 1、準備移植
3、的牛胚胎，移植到任何一頭母牛的、準備移植的牛胚胎，移植到任何一頭母牛的 子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎? ?1 1、同種動物發(fā)情排卵后、同種動物發(fā)情排卵后, ,在一段時間內(nèi)同種在一段時間內(nèi)同種動物的供受體生殖器官動物的供受體生殖器官生理變化生理變化是相同的。是相同的。黃體期：黃體期：在雌激素和孕激素的協(xié)同作用下，子宮在雌激素和孕激素的協(xié)同作用下，子宮內(nèi)膜進一步增生、血管滋長、腺體開始分泌含糖原內(nèi)膜進一步增生、血管滋長、腺體開始分泌含糖原的粘液。這一期末，子宮內(nèi)膜的增長達到極點，為的粘液。這一期末，子宮內(nèi)膜的增長達到極點，為受精卵的種植和繼續(xù)發(fā)育準備了條件。受精卵的種植和繼續(xù)發(fā)育準備了條件。
4、2 2、為什么能收集到胚胎、為什么能收集到胚胎? ?3 3、受體對供體胚胎會不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)、受體對供體胚胎會不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)? ? 4 4、移植的胚胎能保留供體雙親的遺傳特性嗎、移植的胚胎能保留供體雙親的遺傳特性嗎? ?1 1、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容 1 1、準備移植的牛胚胎，移植到任何一頭母牛的、準備移植的牛胚胎，移植到任何一頭母牛的 子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎? ?1 1、同種動物發(fā)情排卵后、同種動物發(fā)情排卵后, ,在一段時間內(nèi)同種在一段時間內(nèi)同種動物的供受體生殖器官生理變化是相同的。動物的供受體生殖器官生理變化是相同的。2 2、哺乳動物的早期胚
5、胎形成后，在一定時、哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)是處于游離狀態(tài)。間內(nèi)是處于游離狀態(tài)。3 3、大量研究證明受體對移入子宮的外來胚、大量研究證明受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。4 4、移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕、移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受影響。育過程中不受影響。胚胎移植或保存胚胎移植或保存配種或人工授精配種或人工授精胚胎收集（沖卵）胚胎收集（沖卵）胚胎檢查胚胎檢查胚胎移植胚胎移植妊娠檢查妊娠檢查供受體的選擇和同期供受體的選擇和同期發(fā)情處理發(fā)情處理處理供體母牛處理供體母牛2 2、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序
6、選擇及同期發(fā)情處理選擇及同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理超數(shù)排卵處理配種或人工授精配種或人工授精胚胎收集胚胎收集胚胎檢查胚胎檢查胚胎保存或移植胚胎保存或移植胚胎移植胚胎移植妊娠檢查妊娠檢查分娩分娩胚胎移植或保存胚胎移植或保存供、受體用什么處理？供、受體用什么處理？怎么處理怎么處理? ?目的是什么？目的是什么？解釋沖解釋沖“卵卵”。此時胚胎發(fā)育到什么階段？此時胚胎發(fā)育到什么階段？分娩出良種小牛分娩出良種小牛方法？方法？配種或人工授精配種或人工授精胚胎收集（沖卵）胚胎收集（沖卵）胚胎檢查胚胎檢查胚胎移植胚胎移植妊娠檢查妊娠檢查供受體的選擇和同期供受體的選擇和同期發(fā)情處理發(fā)情處理用激素進行同期發(fā)情處用激素進
7、行同期發(fā)情處理理注射促性腺激素，注射促性腺激素，使其超數(shù)排卵使其超數(shù)排卵桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚處理供體母牛處理供體母?！奥崖选敝概咛ブ概咛ナ中g(shù)法和非手術(shù)法手術(shù)法和非手術(shù)法（1 1）該過程中）該過程中兩次兩次使用激素：使用激素： （2 2）該過程中的）該過程中的兩次兩次檢查：檢查：（3 3）胚胎移植成功與否要有）胚胎移植成功與否要有兩個兩個條件條件 A A、第一次對受、供體進行同期發(fā)情處理；、第一次對受、供體進行同期發(fā)情處理； B B、第二次用于供體的超數(shù)排卵。、第二次用于供體的超數(shù)排卵。A A、第一次對收集的胚胎進行檢查；、第一次對收集的胚胎進行檢查；B B、第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查
8、。、第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。A A、胚胎移植一般應(yīng)在、胚胎移植一般應(yīng)在同種同種的雌性供體和受體之間進行。的雌性供體和受體之間進行。B B、進行胚胎移植的供體和受體的、進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同生理狀態(tài)要相同。3 3、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義1)1)加速育種工作和品種改良；加速育種工作和品種改良； 2)2)大量節(jié)省購買種畜的費用；大量節(jié)省購買種畜的費用；3)3)一胎多產(chǎn)；一胎多產(chǎn)；4)4)保存品種資源和瀕危物種。保存品種資源和瀕危物種。意義意義：可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。：可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。胚胎分割胚胎分割優(yōu)勢：優(yōu)勢：可成倍增加胚
9、胎數(shù)量，快速繁殖良種畜?？沙杀对黾优咛?shù)量，快速繁殖良種畜。概念：概念：采用采用機械方法機械方法將早期胚胎切割成將早期胚胎切割成2 2等份，等份，4 4等等份或份或8 8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。特點：特點： 后代具有相同的遺傳物質(zhì)，克隆。后代具有相同的遺傳物質(zhì)，克隆。選擇的胚胎：選擇的胚胎： 發(fā)育良好的，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。發(fā)育良好的，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。使用的主要儀器：使用的主要儀器： 實體顯微鏡、顯微操作儀、切割刀、切割針。實體顯微鏡、顯微操作儀、切割刀、切割針。注意：注意： 將內(nèi)細胞團均等分割。將內(nèi)細胞團均等分割。思考思考1
10、. 內(nèi)細胞團為什么要均等分割？內(nèi)細胞團為什么要均等分割？ 內(nèi)細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)內(nèi)細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細胞，其他細胞為滋養(yǎng)細育為胚胎本身的基礎(chǔ)細胞，其他細胞為滋養(yǎng)細胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若若分割時分割時不能不能將內(nèi)細胞團將內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分發(fā)育能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)多的部分發(fā)育能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題育不良，甚至不能發(fā)育等問題。 胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會越大，移胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會越大，移植的成功率也越
11、低。植的成功率也越低。 早期胚胎的體積很小，只有在顯微鏡下才能看早期胚胎的體積很小，只有在顯微鏡下才能看到；再者，細胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，到；再者，細胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，不但難以做到均等分割，每一份的細胞數(shù)會越少，不但難以做到均等分割，每一份的細胞數(shù)會越少，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團細胞所受的影響而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細胞團細胞所受的影響會更大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)的難度會會更大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)的難度會越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會越大，移植越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會越大，移植成功率自然會降低。成功率自然會降低。思考思考2.分割的份數(shù)越多越好嗎
12、？分割的份數(shù)越多越好嗎？知識回顧：干細胞的分類知識回顧：干細胞的分類 全能細胞全能細胞 桑椹胚及以前桑椹胚及以前 能發(fā)育成完整個體能發(fā)育成完整個體 多能干細胞多能干細胞 (胚胎干細胞胚胎干細胞) 內(nèi)細胞團細胞、原始性腺細胞分離出來內(nèi)細胞團細胞、原始性腺細胞分離出來 能分化出動物體內(nèi)的任何組織能分化出動物體內(nèi)的任何組織 專能干細胞專能干細胞(成體干細胞成體干細胞) 如骨髓造血干細胞、皮膚生發(fā)層細胞等如骨髓造血干細胞、皮膚生發(fā)層細胞等 能分化出特定的組織能分化出特定的組織簡稱簡稱ESES或或EKEK細胞，是由細胞，是由早期胚胎早期胚胎或或原始原始性腺性腺中分離出來的一類細胞。中分離出來的一類細胞。
13、三、胚胎干細胞三、胚胎干細胞胚胚胎胎干干細細胞胞滋養(yǎng)層滋養(yǎng)層早期胚胎（囊胚）早期胚胎（囊胚）內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團囊胚腔囊胚腔特點：特點：1)1)形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯。形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯。2)2)功能：具有發(fā)育的功能：具有發(fā)育的全能性全能性；可分化為成年動；可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞；物體內(nèi)任何一種組織細胞；3)3)在在體外體外培養(yǎng)的條件下，可培養(yǎng)的條件下，可增殖而不分化增殖而不分化。對。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。(1)(1)治療人類的某些頑癥；治療人類的某些頑癥；胚胎干細胞的應(yīng)用胚胎干細胞的應(yīng)用 利用ES細胞
14、可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。 目前，在動物實驗方面，用ES細胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難雜癥。(1)(1)治療人類的某些頑癥；治療人類的某些頑癥；(2)(2)培育出人造組織器官，培育出人造組織器官，用于器官移植；用于器官移植；胚胎干細胞的應(yīng)用胚胎干細胞的應(yīng)用(1)(1)治療人類的某些頑癥；治療人類的某些頑癥；(2)(2)培育出人造組織器官，用于器官移植；培育出人造組織器官，用于器官移植；(3)(3)是研究體外細胞分化的理想材料；是研究體外細胞分化的理想材料；胚胎干細胞的應(yīng)用胚胎干細
15、胞的應(yīng)用 內(nèi)細胞團內(nèi)細胞團（胚胎干細胞）（胚胎干細胞）胚胎干細胞培養(yǎng)的胚胎干細胞培養(yǎng)的關(guān)鍵關(guān)鍵問題問題：促進胚胎干細胞：促進胚胎干細胞的生長，同時抑制胚胎的生長，同時抑制胚胎干細胞的分化。干細胞的分化。加加飼養(yǎng)層細胞飼養(yǎng)層細胞進行培養(yǎng)進行培養(yǎng)(1)(1)治療人類的某些頑癥；治療人類的某些頑癥；(2)(2)培育出人造組織器官，用于器官移植；培育出人造組織器官，用于器官移植；(3)(3)是研究體外細胞分化的理想材料；是研究體外細胞分化的理想材料；(4)(4)加速畜牧業(yè)的發(fā)展以及保護珍惜瀕危加速畜牧業(yè)的發(fā)展以及保護珍惜瀕危 的野生動物；的野生動物；胚胎干細胞的應(yīng)用胚胎干細胞的應(yīng)用把胚胎干把胚胎干細胞
16、核移植細胞核移植到去核的到去核的卵細胞卵細胞中，中，胚胎培養(yǎng)、胚胎移植胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克后直接由受體完成克隆動物的技術(shù)。隆動物的技術(shù)。思考與探究思考與探究1.1.（1 1） 對供、受體母畜進行選擇，并對供、受體母畜進行選擇，并進行同期發(fā)情處理；進行同期發(fā)情處理； 配種或人工授精；配種或人工授精； 收集胚胎；收集胚胎；胚胎移植；胚胎移植；對受體母畜進行是否妊娠的檢查。對受體母畜進行是否妊娠的檢查。（2 2）供體公、母牛應(yīng)該是）供體公、母牛應(yīng)該是具有具有人類所需的人類所需的優(yōu)優(yōu)良遺傳性狀的個體良遺傳性狀的個體，而，而受體母牛必須具有正受體母牛必須具有正常的孕育、生殖后代的能力常的
17、孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺；需要用促性腺激素處理供體母牛是激素處理供體母牛是為了引起超數(shù)排卵為了引起超數(shù)排卵，這，這樣就可以獲得較多的胚胎；在促性腺激素處樣就可以獲得較多的胚胎；在促性腺激素處理供體母牛前，理供體母牛前，需要需要對供體和受體母牛進行對供體和受體母牛進行同期發(fā)情處理，才能使它們的生理條件達到同期發(fā)情處理，才能使它們的生理條件達到同步或一致，使供體的胚胎移入受體后有相同步或一致，使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件。同或相似的生存條件。 3.3.第步第步需要進行沖卵，沖卵是指將供體母畜需要進行沖卵，沖卵是指將供體母畜體內(nèi)的胚胎沖出來，而體內(nèi)的胚胎沖出來，而不是不是把
18、卵子沖出來。把卵子沖出來。4.4.胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個體的繁殖潛力。胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個體的繁殖潛力。具體表現(xiàn)為：縮短了供體本身的繁殖周期，同時具體表現(xiàn)為：縮短了供體本身的繁殖周期，同時通過超數(shù)排卵處理和胚胎移植可獲得比自然繁殖通過超數(shù)排卵處理和胚胎移植可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代。可在短期大幅度增加多十幾倍到幾十倍的后代?？稍诙唐诖蠓仍黾觾?yōu)良個體母畜和公畜的后代數(shù)量，迅速擴大良種優(yōu)良個體母畜和公畜的后代數(shù)量，迅速擴大良種畜群，加速育種和品種改良工作。經(jīng)冷凍保存的畜群，加速育種和品種改良工作。經(jīng)冷凍保存的胚胎可進行國內(nèi)和國際交換，代替活畜的引種或胚胎可進行國內(nèi)和國際
19、交換，代替活畜的引種或進出口。通過胚胎移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎。進出口。通過胚胎移植可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎?？梢酝ㄟ^保存胚胎來保存品種資源和瀕危動物?？梢酝ㄟ^保存胚胎來保存品種資源和瀕危動物。關(guān)于細胞工程和胚胎工程：關(guān)于細胞工程和胚胎工程：轉(zhuǎn)基因細胞轉(zhuǎn)基因細胞基因突變細胞基因突變細胞體細胞體細胞愈傷組織愈傷組織細胞產(chǎn)物細胞產(chǎn)物胚狀體胚狀體花粉細胞花粉細胞雜交體細胞雜交體細胞人工種子人工種子新個體新個體轉(zhuǎn)基因植株轉(zhuǎn)基因植株突變體利用突變體利用單倍體育種單倍體育種快速繁殖快速繁殖脫毒植株脫毒植株體細胞雜交個體體細胞雜交個體繁殖新途徑繁殖新途徑培育新品種培育新品種植物細胞工程植物細胞工程動物細胞工程和胚胎工程動物細胞工程和胚胎工程轉(zhuǎn)基因動物細胞轉(zhuǎn)基因動物細胞核移植動物細胞核移植動物細胞體外受精卵細胞體外受精卵細胞早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎培養(yǎng)（體外早期胚胎）（體外早期胚胎）優(yōu)良雌性個體優(yōu)良雌性個體體內(nèi)早期胚胎體內(nèi)早期胚胎胚胎（分割）移植胚胎（分割）移植新個體新個體體內(nèi)受精卵細胞體內(nèi)受精卵細胞融合細胞融合細胞體細胞體細胞動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)檢測有毒物質(zhì)檢測有毒物質(zhì)單克隆抗體單克隆抗體醫(yī)藥制品醫(yī)藥制品快速生長快速生長提高品質(zhì)提高品質(zhì)生產(chǎn)藥品生產(chǎn)藥品器官移植器官移植挽救瀕危挽救瀕危大量繁殖大量繁殖胚胎干細胞培養(yǎng)及應(yīng)用胚胎干細胞培養(yǎng)及應(yīng)用
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