胚胎工程實驗技術(shù)

胚胎工程實驗技術(shù)(4)胚胎發(fā)育過程中開始分化的階段是囊胚,可以移植或分割的階段為桑椹胚和囊胚。

(5)防止多精入卵的兩道屏障的名稱——透明帶反應(yīng)和卵黃膜的封閉作用。

受精標(biāo)志：在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。受精完成的標(biāo)志：精卵細胞核融合形成合子第2頁,共70頁，2024年2月25日，星期天2.對卵裂階段物質(zhì)含量和體積大小的變化模糊不清

(1)卵裂階段的細胞分裂方式——有絲分裂。

(2)受卵膜制約，從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，所以每個細胞體積減小。

(3)伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中DNA含量保持相對穩(wěn)定。

(4)該過程中有機物總量減少，因為一直呼吸消耗但不從外界吸收。第3頁,共70頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)胚胎工程實驗技術(shù)-------人工受精和胚胎體外培養(yǎng)第4頁,共70頁，2024年2月25日，星期天1978年7月26日，世界首例試管嬰兒“路易斯．布朗”在英國誕生，現(xiàn)已成為母親。第5頁,共70頁，2024年2月25日，星期天1988年3月10日我國首例試管嬰兒第6頁,共70頁，2024年2月25日，星期天1992年我國首例三胞胎試管嬰兒第7頁,共70頁，2024年2月25日，星期天1.試管嬰兒和母親正常懷孕，生產(chǎn)的過程有何異同？思考與討論答：

相同之處：都通過有性生殖產(chǎn)生，在母體子宮內(nèi)發(fā)育形成胎兒。不同之處：受精作用在體外，并在體外發(fā)育成早期胚胎進行胚胎移植。第8頁,共70頁，2024年2月25日，星期天2.試管嬰兒用到了什么生物技術(shù)？思考與討論答：包括體外受精、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。第9頁,共70頁，2024年2月25日，星期天分類：人工體內(nèi)受精、人工體外受精、顯微受精人工體內(nèi)受精：人工將精子注射到雌性動物宮頸管內(nèi)人工體外受精：簡稱體外受精，采取雌性動物的（卵細胞）和雄性動物的（精子），使其在（試管）中受精。顯微受精：將完整的精子或精核用顯微操作儀注入卵周隙或卵胞質(zhì)，激活卵母細胞并完成受精一、人工受精第10頁,共70頁，2024年2月25日，星期天顯微受精顯微受精過程不受精子數(shù)量、活力等因素的影響第11頁,共70頁，2024年2月25日，星期天1、概念：

是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。二、試管動物技術(shù)第12頁,共70頁，2024年2月25日，星期天2、目的：快速繁殖動物優(yōu)良品種3、技術(shù)手段：體外受精和早期胚胎培養(yǎng)4、過程：體外受精胚胎的早期培養(yǎng)胚胎移植二、試管動物技術(shù)第13頁,共70頁，2024年2月25日，星期天試管動物供體公牛精子供體母牛的卵子精子體外獲能卵子的體外培養(yǎng)體外受精體外胚胎培養(yǎng)胚胎移植受體母牛子宮產(chǎn)仔第14頁,共70頁，2024年2月25日，星期天三、體外受精1、卵母細胞的采集和培養(yǎng)（1）用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能精子在體外受精；第15頁,共70頁，2024年2月25日，星期天三、體外受精1、卵母細胞的采集和培養(yǎng)（2）對大家畜或大型動物：從已經(jīng)屠宰的卵巢中采集卵母細胞；（3）借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞；第16頁,共70頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共70頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共70頁，2024年2月25日，星期天卵母細胞的成熟培養(yǎng)：CO2培養(yǎng)箱第19頁,共70頁，2024年2月25日，星期天卵母細胞的成熟培養(yǎng)：CO2培養(yǎng)箱第20頁,共70頁，2024年2月25日，星期天1.卵細胞的獲取獲取部位：卵巢，輸卵管或子宮超數(shù)排卵：人為注射外源促性腺激素（蛋白質(zhì)），促進卵巢排出比正常情況下更多的卵獲取方法：手術(shù)采卵：沖洗輸卵管（中小型農(nóng)畜及實驗動物）非手術(shù)采卵：子宮沖卵（牛等大型牲畜）第21頁,共70頁，2024年2月25日，星期天2、精子的獲取采精：人工采集（假陰道法,手握法和電刺激等）保存：加入稀釋液，低溫保存精子的種類：睪丸精子，附睪精子，射出精子，雌性生殖道內(nèi)的精子常用：射出精子和附睪精子第22頁,共70頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共70頁，2024年2月25日，星期天3.卵子的成熟，精子的獲能（1）卵子的成熟：由于從輸卵管及卵巢中取出的卵子還未成熟，必須體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能進行受精作用（2）精子的獲能方法：培養(yǎng)法：人工配制的獲能液中培養(yǎng)（嚙齒動物、家兔和豬等）化學(xué)法：一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，化學(xué)藥物誘導(dǎo)（牛、羊等）第24頁,共70頁，2024年2月25日，星期天獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下在獲能溶液或?qū)Ｓ檬芫芤褐型瓿墒芫^程。4.體外受精第25頁,共70頁，2024年2月25日，星期天四、胚胎的體外培養(yǎng)（胚胎工程的核心技術(shù)）

1、概念：應(yīng)用人工創(chuàng)造的環(huán)境，對獲取的早期胚胎進行體外培養(yǎng)。

2、培養(yǎng)起點：

早期胚胎，而不是受精卵。3、目的：檢查受精狀況和受精卵發(fā)育能力

第26頁,共70頁，2024年2月25日，星期天4、培養(yǎng)液：培養(yǎng)不同發(fā)育時期的胚胎時，培養(yǎng)液的成分不同。5、移植：不同生物有不同的適宜階段第27頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

4、早期胚胎培養(yǎng)液成分

:水、無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清等.（兩鹽兩素兩酸及血清）第28頁,共70頁，2024年2月25日，星期天胚胎培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植時間不同牛、羊：桑椹胚或囊胚階段小鼠、家兔：卵裂期或囊胚階段試管嬰兒：8個或16個細胞階段第29頁,共70頁，2024年2月25日，星期天思考探究1、分析超數(shù)排卵技術(shù)關(guān)鍵是什么？

（1）時間要求：一般要求在卵細胞具有旺盛受精能力之前沖取。（2）激素使用要求：使用促性腺激素，因為促性腺激素是蛋白質(zhì)，所以只能注射而不能口服。2、思考從卵巢中采集的卵細胞為什么不能與精子直接受精？

卵巢中卵細胞不成熟，需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期時才具有受精能力。3、根據(jù)試管動物操作過程，試管動物技術(shù)是克隆嗎？

不是。試管動物技術(shù)需要經(jīng)過受精過程，屬于有性生殖。而克隆技術(shù)是無性生殖。第30頁,共70頁，2024年2月25日，星期天有性生殖

無性生殖核移植技術(shù)、胚胎移植遵循

不遵循體外受精胚胎移植試管動物克隆動物生殖方式技術(shù)手段遺傳物質(zhì)遺傳規(guī)律比較試管動物和克隆動物來自2個個體主要來自核供體

第31頁,共70頁，2024年2月25日，星期天二胚胎移植技術(shù)

胚胎移植（embryotransfer,ET）指從經(jīng)濟價值較高、遺傳性狀優(yōu)良的母畜體內(nèi)獲取經(jīng)激素處理超數(shù)排卵受精發(fā)育的胚胎，移植到同期發(fā)情的代孕母的子宮內(nèi)，經(jīng)過妊娠、產(chǎn)仔的技術(shù)。提供胚胎的個體稱為------供體（donor）接受胚胎的個體稱為------受體（recipient）第32頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

本質(zhì)

生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程；胚胎移植第33頁,共70頁，2024年2月25日，星期天（一）胚胎移植前的準(zhǔn)備1、胚胎的采集

1）采用超數(shù)排卵技術(shù)，以增加可用卵的數(shù)量

2）利用體外授精技術(shù)培育胚胎。

3）采集方法：手術(shù)法和非手術(shù)法。

4）檢出的胚胎必須在顯微鏡下觀察，檢查后完整的胚胎可移植到受體的子宮保存，整個過程迅速準(zhǔn)確，并保持無菌操作。第34頁,共70頁，2024年2月25日，星期天2、供體、受體動物的準(zhǔn)備(1)選擇供體：遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體；受體：生產(chǎn)性能低，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(guān)激素。第35頁,共70頁，2024年2月25日，星期天供體的主要職能：

只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎；受體的職能：

繁重而漫長的妊娠和育仔的任務(wù)；第36頁,共70頁，2024年2月25日，星期天（2）配種或人工授精精子來源：同種優(yōu)良的雄性動物。第37頁,共70頁，2024年2月25日，星期天（3）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(nèi)的胚胎沖洗出來。為什么在第7天進行沖卵？卵細胞在輸卵管里完成受精和第1—3次卵裂大概需7天，然后下降到子宮內(nèi)發(fā)育。第38頁,共70頁，2024年2月25日，星期天3、胚胎的保存胚胎為什么要保存？胚胎保存的條件是什么？

短期：0℃~5℃下的培養(yǎng)液中暫時保存；長期保存：冷凍在液氮-196℃中液氮灌第39頁,共70頁，2024年2月25日，星期天（二）胚胎移植的實施方法一：手術(shù)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(shù)法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。非手術(shù)法手術(shù)法第40頁,共70頁，2024年2月25日，星期天對受體母牛進行是否妊娠的檢查第41頁,共70頁，2024年2月25日，星期天受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛第42頁,共70頁，2024年2月25日，星期天選擇供體母牛受體母牛……同期發(fā)情處理(性激素類）……超數(shù)排卵供體公牛配種或人工受精沖卵（胚）質(zhì)量檢查、培養(yǎng)胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）促性激素早期胚胎處于游離（桑椹胚或囊胚）總結(jié)：第43頁,共70頁，2024年2月25日，星期天【歸納總結(jié)】①該過程中兩次使用激素：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。②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。③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，性別、性狀與受體牛沒有關(guān)系。④沖卵的含義是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子。第44頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

生理學(xué)基礎(chǔ)

1、哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)同種動物的供體和受體生殖器官的生理變化是相同的。胚胎移植為供體胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境第45頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

生理學(xué)基礎(chǔ)2、哺乳動物的胚胎形成后處于游離狀態(tài)，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。胚胎移植為胚胎的收集提供了可能第46頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

生理學(xué)基礎(chǔ)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(yīng)。胚胎移植為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能第47頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

生理學(xué)基礎(chǔ)

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。胚胎移植第48頁,共70頁，2024年2月25日，星期天1）充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛力，迅速擴大優(yōu)良種群。2）是保存品種資源，建立優(yōu)良種質(zhì)資源基因庫。3）代替優(yōu)良種畜的引進。（三）、胚胎移植技術(shù)的應(yīng)用第49頁,共70頁，2024年2月25日，星期天廣州8胞胎廣州8胞胎第50頁,共70頁，2024年2月25日，星期天三、胚胎分割閱讀課本，思考以下問題：P37（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(chǔ)（4）胚胎分割操作過程第51頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

采用顯微技術(shù)（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(shù)。1.概念第52頁,共70頁，2024年2月25日，星期天切割同卵雙駒第53頁,共70頁，2024年2月25日，星期天優(yōu)勢:可成倍增加胚胎數(shù)量，可以快速繁殖良種畜。切割同卵雙犢和三卵六羔羊第54頁,共70頁，2024年2月25日，星期天2.特點：

后代具有相同的遺傳物質(zhì)，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(chǔ)：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。第55頁,共70頁，2024年2月25日，星期天5.使用的主要儀器及工具：實體（體視）顯微鏡、顯微操作儀、胚胎固定管、分割刀、分割針。第56頁,共70頁，2024年2月25日，星期天6、胚胎的預(yù)處理切割前用一般用鏈霉蛋白酶進行短時間處理，使透明帶軟化并變薄或去除透明帶。

7、胚胎分割的操作過程

胚胎移入培養(yǎng)液→分割胚胎（機械法、酶處理）→移植胚胎給受體→著床產(chǎn)仔第57頁,共70頁，2024年2月25日，星期天7、胚胎的分割（機械法)

用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。第58頁,共70頁，2024年2月25日，星期天8.操作注意事項：

①對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割。

②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。第59頁,共70頁，2024年2月25日，星期天受精卵分裂

早期胚胎胚胎分割基本過程代孕母牛植入植入分割第60頁,共70頁，2024年2月25日，星期天

分割后要放入空透明帶中，或者是用瓊脂包埋移入中間受體的輸卵管內(nèi)，或直接在體外培養(yǎng)到桑棋胚或囊胚階段。

10、分割胚胎移植

無菌操作，將發(fā)育良好的胚胎移植到受體內(nèi)后，受體受孕產(chǎn)仔。11、胚胎分割技術(shù)的應(yīng)用:

（1）擴大優(yōu)良家畜的數(shù)量。（2）培育遺傳特性相同的動物。（3）用于胚胎的性別鑒別。9、分割胚的培養(yǎng)第61頁,共70頁，2024年2月25日，星期天思考探究1、思考胚胎分割有什么意義？處理時期是什么？理由是什么？（1）胚胎分割的意義是提高胚胎利用率。（2）處理的時期是桑椹胚胎期或囊胚胎期，因為此時細胞具有一定的全能性。2、早期胚胎能不能無限分割？

不能。實踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚胎的可能性有限，目前以二分胚胎的分割和移植效率最高。3、胚胎分割移植后產(chǎn)生的子代的遺傳特性是否相同？為什么？相同，因為各胚胎細胞的遺傳物質(zhì)相同第62頁,共70頁，2024年2月25日，星期天浙江在線·科技新聞網(wǎng)2012年7月5日訊

“胚胎干細胞移植治療糖尿病動物實驗成功。”最新一期的國際期刊《糖尿病》，刊登了加拿大和美國科學(xué)家的一項研究成果。

研究發(fā)現(xiàn)，患有糖尿病的實驗鼠在接受了胚胎干細胞移植后，成