胚胎工程的主要技術(shù)與應(yīng)用

1、二 胚胎工程的主要技術(shù)與應(yīng)用,胚胎：指雄性生殖細(xì)胞和雌性生殖細(xì)胞結(jié)合成為合子之后，經(jīng)過(guò)多次細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化后形成的有發(fā)育成生物成體的能力的雛體,胚胎工程,胚胎工程指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎冷凍保存、性別控制等技術(shù)。經(jīng)過(guò)處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。,試管嬰兒的發(fā)育過(guò)程都在試管中進(jìn)行嗎？,試管嬰兒用到了什么生物技術(shù)？,1988年3月10日我國(guó)首例試管嬰兒,1992年我國(guó)首例三胞胎試管嬰兒,操作對(duì)象： 技術(shù)手段：,生殖細(xì)胞 受精卵 早期胚胎細(xì)胞,體外受精技術(shù) 胚胎移植技術(shù) 胚胎分割技術(shù) 胚

2、胎冷凍保存技術(shù) 性別控制技術(shù),(一）、體外受精 1體外受精的原理 人工模擬體內(nèi)環(huán)境(包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等)，使初級(jí)卵母細(xì)胞成熟和精子獲能，最終完成受精和胚胎保存。,(2)精子的采集和獲能 采集方法： 假陰道法 手握法 電刺激法,獲能方法： a 培養(yǎng)法(嚙齒動(dòng)物、家兔、豬等)和 b 化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)法，即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能)。,2體外受精主要操作步驟 (1)卵母細(xì)胞的采集 方法一：對(duì)小型動(dòng)物一般采用促性腺激素處理，排卵后直接從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。,方法二：對(duì)大型動(dòng)物一般從活體的卵巢 中

3、吸取卵母細(xì)胞，經(jīng)體外人工培養(yǎng)成熟 后與獲能的精子在體外受精。,地位：胚胎移植是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。,1）動(dòng)物基因工程獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 2）動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)獲得克隆動(dòng)物 3）試管動(dòng)物技術(shù)獲得試管動(dòng)物,在我們所學(xué)習(xí)過(guò)的生物工程技術(shù)中哪些要用到胚胎移植？,（二）：胚胎移植,胚胎移植,1.胚胎移植： 將良種母畜配種后，取出受精卵或早期胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。,提供胚胎,供體,受體,操作對(duì)象,移植條件,接受胚胎,也稱“借腹懷胎”,供體:具有人類所需的優(yōu)良遺傳性狀的個(gè)體 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:具有正常孕育

4、、生殖后代的能力 受體的職能：擔(dān)任繁重而漫長(zhǎng)的妊娠和育仔的任務(wù),1 選擇供體和受體,思考與討論: 在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？例如，供、受體的發(fā)情時(shí)間要一致嗎？,應(yīng)對(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理，使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步后一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存條件，這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。是胚胎移植處理的第一步。,a 、 同期發(fā)情處理,具體做法：注射促性腺激素。,b 、 超數(shù)排卵處理 具體做法： 注射促性腺激素,c 、 配種或人工受精,精子來(lái)源： 同種優(yōu)良的雄性動(dòng)物。,d 、 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

5、母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(lái)。（也叫沖卵）,e、 對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查 (檢查受精狀況和發(fā)育能力),此時(shí)胚胎處于什么時(shí)期？,桑葚胚或囊胚,f、 胚胎移植成功的保障,胚胎移植的基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，同種動(dòng)物的供受體生殖器官生理變化相同,胚胎收集的基礎(chǔ)：哺乳動(dòng)物早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài),移入胚胎存活的基礎(chǔ)：受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥,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(zhì)量檢查、培養(yǎng),胚胎移植,妊娠檢查,分娩（胚胎移植的小牛）,2.胚胎移植的基本程序,處 理,配種或人 工授精,胚胎檢查、培養(yǎng)或

6、保存,胚胎移植,g 、 胚胎的保存或移植,胚胎保存的條件是什么？,-196液氮保存 (冷凍保存）,【腦筋急轉(zhuǎn)彎】,一對(duì)雙胞胎，相差16歲。這是怎么回事?,(1).胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？ 正確。,思考與討論,總結(jié)：胚胎移植成功的條件有,（1）胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。 （2）進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,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,3.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(gòu)買種畜的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了一胎多產(chǎn) 3)保存品種資源

7、和瀕危物種 4)可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)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(lái)，牛、羊的胚胎移植在我國(guó)部分地區(qū)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段。羊的胚胎移植的效率比奶牛還要高,1.概念: 采用顯微手術(shù)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同卵多胎的技術(shù)。,（三）：胚胎分割技術(shù),2.特點(diǎn)： 后代具有相同的遺傳物質(zhì)， 因此胚胎分割可以看做動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆的方法之一。 3、理論基礎(chǔ) 所以胚胎分割的時(shí)期為： 囊胚(內(nèi)細(xì)胞團(tuán)）或桑葚胚。,優(yōu)勢(shì):可成倍增加胚胎數(shù)量，可以快速繁殖良種畜。,4、操作注意事項(xiàng)： 對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。 原因：內(nèi)細(xì)胞

8、團(tuán)為胚胎和胎兒發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，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(huì)越大，移植的成功率也越低。,（四）：動(dòng)物性別控制技術(shù),1：概念 指通過(guò)人為干預(yù)，使動(dòng)物按人們的愿望繁衍所需性別的后代的技術(shù)。 2：方法 分離出X精子和Y精子，在于X的卵細(xì)胞形成受精卵。,1.下列有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的敘述中，錯(cuò)誤的是 A.受孕母畜體內(nèi)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(shù)要使用一定的激素 D.試管嬰兒只是受精及早期卵裂過(guò)程在試管中進(jìn)行 2.下列對(duì)于優(yōu)良

9、種畜的胚胎移植的說(shuō)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,練 習(xí),A,B,3、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(xì)胞 D.提供精子,B,4、不符合胚胎移植的受體條件的是（ ） A.同種生物 B.生理狀態(tài)相同 C.雄性動(dòng)物 D.雌性動(dòng)物,C,5、“試管嬰兒”技術(shù)屬于( ) A.胚胎移植 B.組織培養(yǎng) C.克隆技術(shù) D.基因工程,A,6、 (多選)胚胎移植技術(shù)目前主要應(yīng)用于( ) A.解決某些不孕癥者的生育問題 B.治療某

10、些遺傳病 C.提高良種家畜的繁殖力 D.提高動(dòng)物的抗病力,AC,7.表現(xiàn)型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是（ ） A.試管動(dòng)物培養(yǎng) B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植,C,8.下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） A.對(duì)受體母羊和供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理 B.人工受精后的一定時(shí)間內(nèi)，收集供體原腸胚用于胚胎分割 C.利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎 D.一次給受體母羊植入多個(gè)胚胎，可增加雙胞胎和多胞胎的比例,B,9從2002年1月18日至2月11日，五里墩克隆?；剡B續(xù)誕生了11頭中國(guó)克隆牛犢。這群“出身不凡”的牛

11、犢，被認(rèn)為是我國(guó)生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的又一重大突破，它標(biāo)志著我國(guó)動(dòng)物克隆研究已擠身于世界先進(jìn)水平行列。用于克隆研究的供體細(xì)胞來(lái)源于兩頭優(yōu)質(zhì)成年牛，一頭來(lái)自高產(chǎn)黑白花奶牛，另一頭為優(yōu)質(zhì)肉牛蓋威公牛。受體卵母細(xì)胞來(lái)自魯西黃牛的卵巢?？蒲腥藛T在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)共培養(yǎng)了980枚重構(gòu)卵，有261枚發(fā)育成克隆囊胚，有230枚移植到112頭代孕母牛，其中12頭懷孕成功，有代孕母牛共產(chǎn)犢14頭（只存活32天的“科科”細(xì)胞來(lái)自蓋威），現(xiàn)存活5頭，分別是動(dòng)動(dòng)、金金、銀銀、多多和福福。DNA檢測(cè)證明，所有克隆牛犢與代孕母牛沒有遺傳關(guān)系。中科院院長(zhǎng)路甬祥認(rèn)為，克隆技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)：可控制性別，經(jīng)濟(jì)效益顯著，克隆胚胎取材簡(jiǎn)單，

12、成本低，可加快我國(guó)家畜品種更新?lián)Q代的速度。,10.根據(jù)上述材料回答： (1)中國(guó)克隆牛培育過(guò)程中用到的細(xì)胞工程技術(shù)有_、_和_。 (2)獲得克隆牛的繁殖方式是_，克隆牛的培育成功，證明動(dòng)物細(xì)胞以具有_。 (3)中國(guó)克隆牛個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)是_，胚胎移植時(shí)期的胚是_。 (4)獲得重構(gòu)卵多采用卵母細(xì)胞的原因是_，卵母細(xì)胞作用是_，代孕母牛作用_。,細(xì)胞核移植,胚胎培養(yǎng),胚胎移植,無(wú)性繁殖,動(dòng)物細(xì)胞核也有全能性,受精卵,桑椹胚或囊胚,為胚胎提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),體積大，易操作,為胚胎發(fā)育提供場(chǎng)所,(5)重構(gòu)卵細(xì)胞分裂方式是_，細(xì)胞分裂結(jié)果是_。 (6)以性染色體為XY的牛體細(xì)胞核取代卵細(xì)胞核，經(jīng)多次卵裂后，植入母

13、牛子宮孕育，所生牛犢（） A.為雌性B.性別不能判斷 C.為雄性D.雌、雄性比例為1：1 (7)成活的5頭克隆牛中“動(dòng)動(dòng)”的體部花片和其他牛犢略有區(qū)別，黑色毛看起來(lái)便淡了點(diǎn)，引起這種差別的原因可能是_造成的。這說(shuō)明生物的遺傳是_共同作用的結(jié)果。 (8)奶牛傳統(tǒng)生育方式為一胎只生一頭，但專家們?cè)诮韪古ｓw內(nèi)植入兩枚克隆牛胚 胎，成功培育了孿生克隆牛，其意義是_。,有絲分裂,細(xì)胞數(shù)目越來(lái)越多，體積越來(lái)越小,C,受體卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì),細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì),為高產(chǎn)奶?？焖俜敝抽_辟新途徑,11如圖為經(jīng)過(guò)體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過(guò)程，請(qǐng)回答下列問題：,（1）A細(xì)胞是，在進(jìn)行體外受精 前要對(duì)精子進(jìn)

14、行處理 （2）進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育 到時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作。 （3）指的是。,（次級(jí)）卵母細(xì)胞,獲能,桑葚胚或囊胚,囊胚腔,（4）通過(guò)胚胎分割產(chǎn)生的兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體具有相同遺傳性狀的根本原因是 。 （5）在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)注意。 （6）受體母牛必須和供體牛是 。移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是。,將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響分割后胚胎 的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育,具有相同的遺傳物質(zhì),同一物種,受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng),12. 現(xiàn)有A和B兩個(gè)肉牛品種，A品種牛的細(xì)胞組成可表示為A細(xì)胞核、A細(xì)胞質(zhì)，B品種牛則為B細(xì)胞核、B細(xì)胞質(zhì)。 （1）如果要獲得一頭克隆牛，使其細(xì)胞由A

15、細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成，基本步驟是：從A品種牛體內(nèi)取出體細(xì)胞，進(jìn)行體外培養(yǎng)。然后再?gòu)呐囵B(yǎng)細(xì)胞中取出注入B品種牛的卵母細(xì)胞，經(jīng)過(guò)某種刺激和培養(yǎng)后，可形成胚胎，該胚胎被稱為 ，將該胚胎移入代孕母牛的中，通過(guò)培育可達(dá)到目的。（2）一般來(lái)說(shuō)，要想大量獲得這種克隆牛比較難，原因之一是卵母細(xì)胞的數(shù)量，為解決這一問題，可以用激素處理B品種母牛。,細(xì)胞核,去核,重組胚胎,子宮,不足,促性腺,（3）克隆牛的產(chǎn)生說(shuō)明_具有全能性。克隆牛的性狀主要表現(xiàn)品種牛的特征。由A、B兩品種雜交得到的牛與克隆牛相比，雜交牛細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來(lái)自個(gè)親本，細(xì)胞質(zhì)來(lái)自性親本，克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成（相同，不同）。,動(dòng)物體細(xì)胞細(xì)胞核,A,兩,雌,不同,13. 某女性患有輸卵管阻塞和紅綠色盲，其丈夫表現(xiàn)正常，該夫婦借助試管嬰兒技術(shù)，“借腹生子”，一次生殖過(guò)程中生出的兩個(gè)孩子，如圖所示請(qǐng)分析回答: （1）過(guò)程X若想順利 進(jìn)行必須滿足兩個(gè)條件： A來(lái)自父方的精子要 進(jìn)行 。 B來(lái)自母方的卵子 要 。,獲能處理,培養(yǎng)到減數(shù)第二分裂中期,（2）過(guò)程Y的細(xì)胞分裂方式是 。 該過(guò)程早期在 進(jìn)行。（填“體內(nèi)”或“體外”） （3） 是甲、乙產(chǎn)生的最后一