32胚胎工程.pptx

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,#,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,#,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,#,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,#,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,#,1978,年,7,月,25,日，世界上第一个试管婴儿路易斯,布朗在英国出生。她是由,Steptoe,和,Edwards,利用体外受精技术创造出的第一个试管婴儿。,目前，全球已有大约,400,万人通过体外受精技术出生。,试管婴儿,成为治疗不育不孕症的重要手段之一。,爱德华兹和斯特普托,第二节 胚胎工程,胚胎工程的主要技术,体外受精和胚胎体外培养,胚胎分割,胚胎移植,胚胎干细胞,胚胎干细胞培养,胚胎干细胞核移植,一、体外受精和胚胎体外培养,体外受精,：,取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。,胚胎体外培养,：是应用人工创造条件，对获取的,早期胚胎,进行体外培养。,由于哺乳动物胚胎发育条件异常复杂，胚胎培养比组织培养和细胞培养要困难得多。需配置一系列含不同成分的培养液，以培养不同发育时期的胚胎。目前，只能对少数物种不同阶段的胚胎进行培养，,尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术,。,采集良种母牛的卵细胞,采集良种公牛精子,卵母细胞的体外培养,精子体外获能,体外受精,早期囊胚（桑椹胚或囊胚）,胚胎移植,受体牛,子代良种牛,“,试管牛,”,培育流程图,超数排卵,胚胎体外培养,试管动物的生殖,方式为,_,。,有性生殖,精子的获能,：张明觉和,Austin,在,1951,年发现兔子和大白鼠直接排出的精子不能使卵受精，必须在生殖道中停留一段时间后才具备受精能力，这一现象称为精子的获能（,capacitation,）。,超数排卵：,也简称,“,超排,”,，是指将供体母牛经,激素,处理，使其发情，并能排出数量较多的发育成熟的卵子，经合理的人工授精处理，可以获得数量较多的可移植胚胎。,促性腺激素,二、胚胎移植,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,受精,获取早期胚胎,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,将良种家畜的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫里，通过代孕母妊娠产仔的技术。,意义：,提高优良动物的繁殖速度,;,一胎多产，大量节省购买种畜的费用。,“,借腹怀胎”,注射促性腺激素,三、胚胎分割,借助显微操作技术将,早期胚胎,切割成几等份，再移植到代孕母的子宫中发育，产生,同卵多仔,后代。,分割方法：,机械法,(,切割针、切割刀,),酶处理,囊胚期之前的胚胎,对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？,提示：内细胞团是囊胚阶段才出现，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。,但分割的份数越多，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。,四、胚胎干细胞的培养,胚胎干细胞,(,简称,ES,细胞,),，早期胚胎,(,囊胚,),的内细胞团细胞。,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。,1,、胚胎干细胞培养：,培养关键：,需要一种能促进胚胎干细胞的生长，但抑制其分化的一种培养体系。,培养过程：,4,、,在其它新鲜培养液中，,加饲养层继续传代培养。,1,、制备饲养层,(,胚胎成纤维细胞,),；,2,、培养胚胎到内细胞团突出饲养层；,3,、酶消化或机械剥离内细胞团，,分为单个细胞。,2,、胚胎干细胞核移植：,将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。,3,、胚胎干细胞的主要用途：,(1),基因敲除，获得移植器官。,(2),培育出人造组织器官，用于器官移植。,(3),改良创造动物新品种。,练习,1,、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,2,、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,4,、（,2011,江苏卷）下列关于胚胎工程的叙述，错误的是,A,体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精,B,受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植,C,早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需要加入血清,D,试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,B,5.,（,2011,天津卷）下列叙述正确的是,A,胚胎发育过程中不存在细胞衰老或凋亡现象,B,用小鼠不同器官和组织构建的基因文库不相同,C,垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象,D,刺激支配肌肉的神经，引起该肌肉收缩的过程属于反射,C,6.,（,2011,浙江卷）培育,“,试管山羊,”,的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是,A,甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使用其超数排卵,B,乙过程的目的之一，是促进卵母细胞和精子的成熟,C,丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液,D,丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内,A,10.,（,2011,福建卷）一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如右图。,请回答：,（,1,）过程是指在体外进行的,处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程称为,。,（,2,）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质,进行,PCR,扩增。然后用,对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，,是一种,酶。,（,3,）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如，据此判断胎儿为,（正常,/,患者,/,携带者）。,精子获能,胚胎移植,DNA,限制性核酸内切,正常,4,、胚胎分割是一种现代生物技术。关于这一技术的叙述正确的是（）,A,胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份,B,胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎,C,胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆,D,胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎,B,5,、表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（）,A,试管动物培养,B,胚胎移植,C,胚胎分割移植,D,受精卵移植,C,7.,（,2010,山东高考理综）,胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。,（,1,）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是,_,；从良种公牛采集的精子需,_,后才能进行受精作用。（,2,）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的,O,2,以维持细胞呼吸外，还需要提供,_,气体以维持,_,。（,3,）图中过程,A,称为,_,，它在胚胎工程中的意义在于,_,。,使卵母细胞成熟,获能,CO,2,培养液的,pH,胚胎移植,提高优良母畜的繁殖率,（,10,江苏卷）下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述错误的是,A,对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理,B,人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割,C,利用胚胎分剖技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎,D,一次给受体母羊植入多个胚胎可增加双胞胎和多胞胎的比例,B,【,解析,】,进行胚胎分割要用囊胚或桑椹胚期的胚胎，,B,项错误。,（,10,江苏卷）老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的,一淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降某些基因的突变会导致,一淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是,A,胚胎移植技术,B,胚胎干细胞技术,C,单克隆抗体技术,D,基因治疗技术,A,【,解析,】,采用胚胎干细胞技术可以产生新的神经元细胞，单克隆抗体技术定向改善免疫能力，基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆进行治疗，而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆，正确选项为,A,基本,要求,1.,描述体外受精和胚胎体外培养。,2.,简述胚胎移植和胚胎分割。,3.,说出胚胎干细胞的培养和胚胎干细胞核移植,4.,举例说出胚胎工程的应用。,发展,要求,尝试搜集胚胎干细胞研究进展的资料,说明,“,小资料：超数排卵”、“课外读：脐带血的利用”,只作为背景材料供学生阅读，不要求学生记忆或掌握具体的内容。,通常意义上的基因敲除主要是应用,DNA,同源重组原理，用设计的同源片段替代靶基因片段，从而达到基因敲除的目的。该技术的过程大致如下：,第一步：,分离胚胎干细胞,。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞，在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“,靶基因,”。,第二步：,突变,DNA,的体外构建,。获取与靶基因同源的,DNA,片断，利用基因工程技术在该,DNA,片段上插入,neoR,基因（新霉素抗性基因），使该片段上的靶基因失活。,第三步：,突变,DNA,与靶基因互换,。将体外构建的突变,DNA,转染进入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。,第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到添加新霉素的培养基中,筛选培养,。,（,1,）“基因敲除技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有,_,性。,（,2,）在第三步突变,DNA,与靶基因互换中，涉及的变异类型是,_,。,（,3,）在靶基因中插入,neoR,基因的目的是,_,。,（,4,）假设经过上图表示的过程，研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，并培育成一只克隆小鼠，该克隆小鼠是否已经满足研究者对靶基因进行功能研究的需要？如果是，说明理由。如果否，简述如何才能获得符合需要的小鼠。,全能,基因重组,使靶细胞失去活性用于基因敲除细胞的筛选,否 先让该克隆小鼠,(+-),与多只野生型小鼠,(+),交配，然后让子代与该小鼠回交,(+-),筛选突变型的隐性纯合子,(-),。,人的血清白蛋白（,HSA,）在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒,(HIV),等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，既提高了产量，又有了安全保障。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：,（,1,）一般情况下，良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法：,。,（,2,）在基因工程中，我们称为,，获取的方法通常有：,、,和,、从基因文库中获取。在进入之前要用,、,和,载体等主要三种工具来构建重组,DNA,分子。,（,3,）图中一般经,处理可以得到，在的培养过程中，需向培养液中通入一定量的,CO2,其目的是,，从到过程中一般利用未受精的卵细胞去核后做为受体，而不用普通的体细胞，原因是：,。,（,4,）在胚胎发育过程中，囊胚时期的,细胞将发育成幼体的各种组织。,（,5,）是生出的后代，因此推测的遗传性状和最相似。这种说法对吗？,。为什么？,。,（,6,）要实现批量生产血清白蛋白，则要求的性别是,。图中应用到的胚胎工程领域的生物技术中,和,。,用促性腺激素处理良种母牛（使其超数排卵,目的基因,化学方法合成,PCR,扩增,限制性核酸内切酶,DNA,连接酶,胰蛋白酶,维持培养液的,PH,值,卵细胞大易操作、其细胞质中具有调控细胞核发育的蛋白因子,内细胞团,不对,因为个体的核遗传物质来自荷斯坦奶牛，只是为胚胎发育提供营养和场所，并没有获得的遗传信息；,胚胎体外培养,胚胎移植,雌性,2n/4n,嵌合体胚胎是指用四倍体,(4n),胚胎与二倍体胚胎,(2n),或胚胎干细胞,(ES,细胞,),进行聚合，形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。,2n/4n,嵌合体胚胎的构建常用方法如下图，请据图分析回答：,（,1,）受精卵是胚胎发育的开端，图中的精子需经过,过程才能和卵细胞结合。,（,2,）,2N,的,ES,细胞来自胚胎发育过程的,期，本实验中从功能上说明了该细胞,（,3,）,2n/4n,嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术,除了,动物细胞融合外，还,主要有：,、,。,（,4,）,ES,细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动物相比，遗传物质来源的区别主要是什么？,获能,囊胚,具有发育的全能性,动物细胞的培养（胚胎体外培养）,胚胎移植,用,ES,细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体，而用核移植方法克隆的动物只是核型一致，但细胞质类型却不一定相同。,