《胚胎工程的应用及前景》课件解析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.3 胚胎工程的应用及前景,湛江产天价牛肉 千元一斤有钱还难买,新闻,日本神户牛肉（雪花牛肉）,这就是和牛（又称日本神户牛），是当今世界公认的品质最优秀的,良种肉牛，国内市场每公斤能售出,2000,多元人民币的天价。,如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？,一、利用体细胞核移植技术进行克隆。,二、利用体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,技术进行繁殖。,一、胚胎移植,1.,胚胎移植概念,将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过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,使之发育为新个体的技术。,体内受精（配种或人工授精）、体外受精、,胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。,胚胎的来源：,供体：,受体：,受体的条件：,提供胚胎的,具有优良遗传性状的个体。,接受胚胎的个体。,同一物种、生理状态相同。,思考？,1,、准备移植的小牛胚胎，移植到任,何一头母牛的子宫内都能发育吗？,2,、供体与受体之间进行胚胎移植,会不会发生免疫排斥反应？,2.,胚胎移植的生理学基础,请认真阅读课本,P76,，思考讨论：,胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？,三,.,胚胎移植的生理学基础,1),胚胎环境,：,2),胚胎收集,：,3),胚胎存活,：,4),遗传特性,：,发情排卵后，,供体和受体有着相同的生理环境,早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能,受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥,胚胎与受体可建立正常的,生理和,组织,联系,但胚胎遗传物质,在孕育,过程中不受任何,影响。,相同,可能,无排斥,无影响,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或相似吗？,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。,位置相同或相似。,2,、胚胎移植,实质,早期胚胎在相同生理环境条件下,空间位置的转移。,思考与讨论,:,3,、胚胎移植的基本程序,请认真阅读课本,P77,，图,3-19,，思考讨论：,（,1,）胚胎移植的基本程序包括哪些？,（,2,）每一步技术操作的作用如何？,（,3,）为什么要进行这些操作？,选择及同期发情处理,超数排卵处理,配种或人工授精,胚胎收集,胚胎检查,胚胎保存,胚胎移植,妊娠检查,分娩,3,、胚胎移植的基本程序,（,1,）对供体、受体进行选择,供体：,具有优良遗传性状的个体；,受体：,同种的、健康和正常繁殖能力的个体,处理：,同期发情,具体做法：,注射促性腺激素。,（,2,）,超数排卵处理,具体做法：,注射促性腺激素,（,3,）配种或人工授精,精子来源：,具有优良遗传性状的雄性动物。,（,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。,冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？,（,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？,检查胚胎的发育状况，,处于桑椹胚或囊胚,（,6,）胚胎的保存或移植,胚胎保存的条件是什么？,-196,液氮保存,（,7,）胚胎的移植,方法一：手术法,方法二：非手术法,（,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,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,总结：,胚胎移植的基本程序,供体、受体的选择,和,同期发情处理,配种或,进行人工授精,胚胎的收集、,检查、培养或保存,胚胎移植,移植后的检查,对供体母牛做超数排卵,【,归纳总结,】,该过程中两次使用促性腺激素，,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。,胚胎移植成功与否要有两个条件,（,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,。,提醒,试管婴儿,(,动物,),技术为,有性生殖，,胚胎分割移植为,无性生殖,。,胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的还是,核移植技术形成重组细胞发育而成的。,遗传性状优秀,健康有正常繁殖能力,同种遗传性能优秀,同期发情处理,胚胎移植,超数排卵,请阅读课本,P75,、图,3-17“,胚胎移植的现状和意义”，,自由思考讨论，发表自己的观点。总结出胚胎移植的意义。,4,、胚胎移植的现状和意义,1),加速育种工作和品种改良；,2),大量节省购买种畜的费用；,3),一胎多产；,4),保存品种资源和濒危物种；,意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能，缩短繁殖周期。,1.,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,练习,练习,2.,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,D,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,二、胚胎分割,阅读课本，思考以下问题：,（,1,）胚胎分割的概念,（,2,）胚胎分割特点,（,3,）胚胎分割的理论基础,（,4,）胚胎分割操作过程,1.,概念,:,采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成,2,分胚,4,分胚或,8,分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。,2.,特点：,后代具有相同的遗传物质，,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。,3,、理论基础,动物胚胎细胞的全能性。,所以胚胎分割的时期为：,囊胚或桑椹胚。,4,、选择的胚胎：,发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。,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,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。,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。,三,.,胚胎干细胞,阅读课本，思考以下问题：,（,1,）什么是胚胎干细胞？,简称是什么？,（,2,）胚胎干细胞的来源。,（,3,）胚胎干细胞的特性。,（,4,）胚胎干细胞的应用。,干细胞,干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力的,原始未分化细胞，,是形成哺乳类各种组织器官的祖宗细胞。,多能、专能,.,全能细胞,根据来源和个体发育过程中先后次序不同，,干细胞可分为：,胚胎干细胞,和,成体干细胞组织干细胞,分类,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,能发育成完整个体,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,如成肌细胞、皮肤生发层细胞等,能分化出特定的（一种或两种）组织,.,分别指什么,分化程度,潜能；核全能性；目前初始化,.,应用,按照分化潜能大小来分类,.,.,分类,三、胚胎干细胞,1.,来源：,简称,ES,或,EK,细胞，是由,早期胚胎,或,原始性腺,中分离出来的一类细胞。,1.,概念：,简称,ES,或,EK,细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。,2.,特点,:,（,1,）,形态,：,体积小,.,细胞核大,核仁明显,；,（,2,）,功能,：,具有发育的全能性,.,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞,.,体外培养可增殖不分化,；,（,3,）,在体外培养的条件下，,ES,细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。,干细胞的分类：,（,1,）全能干细胞,（,2,）多能干细胞,（,3,）专能干细胞,专能干细胞,多能干细胞,全能干细胞,特点,只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞,能分化成多种细胞或组织,，,但不能发育成完整个体,能形成机体的所有组织器官,，,发育成完整个体,举例,上皮组织基底层的干细胞,，,成纤维细胞,造血干细胞,胚胎干细胞,知识扩展：,干细胞的分类,3.,主要用途,阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？,（,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。,（,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。,诱导因子：诱导,ES,细胞向不同类型的组织细胞分化。,4.,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,体细胞核移植的,过程,供体体细胞,细胞培养,体细胞核,卵巢卵母细胞,MII,期卵母细胞,去核,无核卵母细胞,注入,重组细胞,重组胚胎,胚胎移植,代孕母体,生出与供体遗传物质相同的个体,发育,理论基础：,动物细胞,核,的全能性,提取,采集良种母牛的卵母细胞,卵母细胞的体外培养,采集良种公牛精子,精子体外获能,体外受精,良种牛受精卵,胚胎移植,受体牛,良种犊牛,“试管牛”工厂化生产的技术流程图,良种牛体外受精胚胎,1.,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,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,11,、（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,12,、（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,AB,AD,ABD,3,、（多选）下列关于干细胞的说法正确的是（）,A,专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞,B,多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力,C,全能干细胞可以分化为全身,200,多种细胞类型，并进一步形成机体的所有组织、器官,D,胚胎干细胞是全能干细胞,ABCD,4,、（多选）下列各项成就中，对胚胎干细胞应用临床治疗具有重大意义的是（）,A.2003,年日本科学家用猴胚胎干细胞治疗猴帕金森氏综合征获得成功,B.2001,年美国科学家成功诱导猴的胚胎干细胞在体外形成神经细胞、心肌细胞等,C.2004,年美国科学家将“早期”的人胚胎干细胞植人因脊椎受伤而无法行走的鼠体内，瘫痪的鼠又能重新行走,D.2002,年英国科学家对鼠胚胎干细胞的免疫缺陷基因进行修复后，再将其植人鼠体内，结果修复了鼠的免疫系统缺陷,ABCD,