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3 3胚胎工程的應用及前景 w w 湛江產(chǎn)天價牛肉千元一斤有錢還難買 新聞 日本神戶牛肉 雪花牛肉 這就是和牛 又稱日本神戶牛 是當今世界公認的品質最優(yōu)秀的良種肉牛 國內市場每公斤能售出2000多元人民幣的天價 如何將這種優(yōu)質的牛進行快速 大量的繁殖呢 胚胎工程技術包括 胚胎移植 胚胎分割和體外生產(chǎn)胚胎 w w 一 利用體細胞核移植技術進行克隆 二 利用體外受精 早期胚胎培養(yǎng) 胚胎移植技術進行繁殖 一 胚胎移植 1 概念 將雌性動物的 或者通過其他方式得到的胚胎 移植到的 的其他雌性動物的體內 使之發(fā)育為新個體的技術 同種 生理狀態(tài)相同 早期胚胎 1 胚胎移植 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到的胚胎 移植到同種的 生理狀態(tài)相同的其他雌性動物體內 使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術 地位 是胚胎工程及其它技術的最后一道工序 操作對象 移植條件 接受胚胎 同物種 提供胚胎 供體 受體 荷斯坦奶牛 胚胎移植的實質 胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉換 而胚胎本身的遺傳物質并不發(fā)生改變 因此各種性狀均能保持其原來的優(yōu)良特性 w 2 胚胎移植的意義 可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力供體的主要職能 只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎受體的職能 擔任繁重而漫長的妊娠和育仔的任務 胚胎移植的主要生理學基礎 是否成功 1 哺乳動物發(fā)情排卵后 不管是否妊娠 在一段時間內供受體生殖器官生理變化相同 為供體胚胎移植提供了相同的生理環(huán)境 2 早期胚胎形成后 一定時間內不與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 呈游離狀態(tài) 有利于胚胎收集 3 受體對移入子宮的外來胚胎無免疫排斥反應 這為胚胎在受體內的存活提供了可能 4 供體胚胎與受體子宮可建立正常生理和組織聯(lián)系 遺傳特性不受影響 3 胚胎移植的生理學基礎 1 哺乳動物發(fā)情排卵后 不管是否妊娠 在一段時間內同種動物的供體和受體生殖器官的生理變化是相同的 為供體胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境 2 哺乳動物的胚胎形成后處于游離狀態(tài) 在一定時間內不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 為胚胎的收集提供了可能 3 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 為胚胎在受體內的存活提供了可能 4 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系 但移入受體的供體胚胎 其遺傳特性在孕育過程中不受任何影響 3 胚胎移植的基本程序 請認真閱讀課本P77 圖3 19 思考討論 1 胚胎移植的基本程序包括哪些 2 每一步技術操作的作用如何 3 為什么要進行這些操作 w 胚胎移植的基本程序 1 供體 受體的選擇和處理 2 配種或進行人工授精 3 胚胎的收集 檢查 培養(yǎng)或保存 4 胚胎移植 5 移植后的檢查 1 對供體 受體進行選擇 供體 遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體 受體 健康和正常繁殖能力的個體處理 同期發(fā)情具體做法 注射相關激素 2 采集卵母細胞方法 超數(shù)排卵具體做法 注射促性腺激素 3 配種或人工授精 精子來源 同種優(yōu)良的雄性動物 4 胚胎的收集 在配種或輸精后第7天 用特制的沖卵裝置 把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來 為什么在第7天進行沖卵 5 對胚胎進行質量檢查 你知道檢查的目的嗎 此時胚胎處于什么時期 6 胚胎的保存或移植 胚胎保存的條件是什么 胚胎為什么要保存 7 胚胎的移植 方法一 手術法具體做法 引出受體子宮和卵巢 將胚胎注入子宮角 縫合創(chuàng)口 方法二 非手術法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應部位 注入胚胎 8 對受體母牛進行是否妊娠的檢查 9 受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛 選擇 供體母牛 受體母牛 同期發(fā)情處理 超數(shù)排卵 供體公牛 配種 沖卵 質量檢查 培養(yǎng) 胚胎移植 妊娠檢查 分娩 胚胎移植的犢牛 牛胚胎移植的基本流程 良種 良種 健康 胚胎移植成功與否要有兩個條件 1 胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行 2 進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同 歸納總結 該過程中兩次使用促性腺激素 第一次對受 供體進行同期發(fā)情處理 第二次用于供體的超數(shù)排卵 該過程中的兩次檢查 第一次對收集的胚胎進行檢查 第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查 產(chǎn)下的犢牛性狀取決于所用公牛和供體牛 性別取決于公牛提供何種類型的精子 二者與受體牛沒有關系 沖卵的含義是從子宮中沖出胚胎 而非沖出卵子 胚胎移植的現(xiàn)狀和意義 1 加速育種工作和品種改良2 大量節(jié)省購買種畜的費用3 實現(xiàn)了一胎多產(chǎn)4 保存品種資源和瀕危物種5 可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能縮短繁殖周期 增加一生繁殖的后代數(shù)量 現(xiàn)狀 近十年來 牛 羊的胚胎移植在我國部分地區(qū)已進入生產(chǎn)應用階段 羊的胚胎移植的效率比奶牛還要高 1 在胚胎移植中供體的主要職能 A 提供優(yōu)良的供體基因B 提供優(yōu)良遺傳特性的胚胎C 提供卵細胞D 提供精子 B 練習 2 多選 胚胎移植的受體必須符合以下哪些條件 A 同種生物B 生理狀態(tài)相同C 雄性動物D 雌性動物 ABD 3 試管嬰兒 技術屬于 A 胚胎移植B 組織培養(yǎng)C 克隆技術D 基因工程 A 4 下列有關動物胚胎移植的敘述中 錯誤的是 A 受孕母畜體內的受精卵或胚胎均能移植B 受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C 超數(shù)排卵技術要使用一定的激素D 試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進行 A 2 下列對于優(yōu)良種畜的胚胎移植的說法不正確的是 A 供體母牛必須是同一物種的良種B 受體母牛必須是同一物種的良種C 供體公牛必須是同一物種的良種D 受體母?？梢允峭晃锓N的一般健康牛 B 3 供體的胚胎移植到受體后 游離的胚胎在發(fā)育過程中形成胎盤與受體相連 并通過胎盤與受體的血液進行物質交換 以下說法正確的是 A 受體是為供體胚胎提供發(fā)育的條件B 受體與胚胎血型應相同 否則會發(fā)生免疫排斥反應C 受體與胚胎血液混融在一起D 胚胎心肺功能都能正常運行 A 遺傳性狀優(yōu)秀 健康有正常繁殖能力 同種遺傳性能優(yōu)秀 同期發(fā)情處理 胚胎移植 超數(shù)排卵 1 右圖是同學們到某良種場進行參觀后 看到的胚胎移植繁育良種奶牛的技術流程示意圖 請看圖思考并討論以下各題 1 用文字完成下面的流程圖 思考與探究 二 胚胎分割閱讀課本 思考以下問題 1 胚胎分割的概念 2 胚胎分割特點 3 胚胎分割的理論基礎 4 胚胎分割操作過程 1 概念 采用機械方法將早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術 二 胚胎分割 2 特點 后代具有相同的遺傳物質 因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一 3 理論基礎動物胚胎細胞的全能性 所以胚胎分割的時期為 囊胚或桑椹胚 4 選擇的胚胎 發(fā)育良好的 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 5 使用的主要儀器 實體顯微鏡和顯微操作儀 6 胚胎分割存在的問題 剛出生的動物體重偏低 毛色和斑紋上還存在差異等 采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的 胚胎分割的基本過程 胚胎分割過程示意圖 6 操作注意事項 對囊胚階段的胚胎進行分割時 要將內細胞團均等分割 P79 原因 若分割時不能將內細胞團均等分割 會出現(xiàn)含內細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強 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 胚胎分割的份數(shù)越多 操作的難度會越大 移植的成功率也越低 分割的份數(shù)越多 技術的難度會越大 移植后的恢復和發(fā)育的難度會越大 移植成功率自然會降低 注意 試管嬰兒 動物 技術為有性生殖 胚胎分割移植為無性生殖 胚胎移植是有性生殖還是無性生殖取決于胚胎是由受精卵形成的還是核移植技術形成重組細胞發(fā)育而成的 體細胞核移植的過程 供體體細胞 細胞培養(yǎng) 體細胞核 卵巢卵母細胞 MII期卵母細胞 去核 無核卵母細胞 注入 重組細胞 重組胚胎 胚胎移植 代孕母體 生出與供體遺傳物質相同的個體 發(fā)育 理論基礎 動物細胞核的全能性 提取 三 胚胎干細胞 閱讀課本 思考以下問題 1 什么是胚胎干細胞 簡稱是什么 2 胚胎干細胞的來源 3 胚胎干細胞的特性 4 胚胎干細胞的應用 干細胞 干細胞是一種具有多項分化潛能和自我復制 更新能力的原始未分化細胞 是形成哺乳類各種組織器官的祖宗細胞 分類 全能干細胞 胚胎干細胞 桑椹胚及以前 如受精卵 由內細胞團細胞 原始性腺細胞分離出來能發(fā)育成完整個體多能干細胞 成體干細胞 能分化出動物體內的多種組織 造血干細胞 專能干細胞如成肌細胞 皮膚生發(fā)層細胞等能分化出特定的 一種或兩種 組織 分別指什么 分化程度 潛能 核全能性 目前初始化 應用 按照分化潛能大小來分類 分類 三 胚胎干細胞 1 概念 簡稱ES或EK細胞 是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞 2 特點 1 形態(tài) 體積小 細胞核大 核仁明顯 2 功能 具有發(fā)育的全能性 可分化為成年動物體內任何一種組織細胞 體外培養(yǎng)可增殖不分化 3 在體外培養(yǎng)的條件下 ES細胞可以增殖而不發(fā)生分化 對它可以進行冷凍保存 也可以進行遺傳改造 3 主要用途 1 治療人類的某些頑癥 2 培育出人造組織器官 用于器官移植 3 是研究體外細胞分化的理想材料 4 用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研究 1 關于胚胎干細胞的特點的描述正確的是 A 體積小 細胞核大 核仁明顯B 體積大 細胞核大 核仁明顯C 體積小 細胞核小 核仁小D 體積大 細胞核小 核仁明顯 A 課堂練習 2 以下對于胚胎分割的描述 正確的是 A 只能對囊胚期細胞進行分割B 囊胚階段的胚胎分割份數(shù)越多 產(chǎn)生相同基因型的后代個數(shù)越多C 胚胎分割產(chǎn)生的后代個體表現(xiàn)型完全相同D 內細胞團一般到囊胚才出現(xiàn) 胚胎分割時最好將其均等分割 移植成功率才高 D 課堂練習 3 多選 胚胎移植技術目前主要應用與 A 解決某些不孕癥者的生育問題B 治療某些遺傳病C 提高良種家畜的繁殖力D 提高動物的抗病力 AC