胚胎工程的應(yīng)用及前景

3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景專題3胚胎工程聊城三中王懷棟2021-4-25湛江產(chǎn)天價(jià)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?！灿址Q日本神戶?！?，是當(dāng)今世界公認(rèn)的品質(zhì)最優(yōu)秀的良種肉牛，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)每公斤能售出2000多元人民幣的天價(jià)。如何將這種優(yōu)質(zhì)的牛進(jìn)行快速、大量的繁殖呢？一、利用體細(xì)胞核移植技術(shù)進(jìn)行克隆。二、利用體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)進(jìn)行繁殖。1.胚胎移植概念將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過(guò)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(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。雌性動(dòng)物的早期胚胎或體外受精及其他方式得到的胚胎。胚胎的來(lái)源：供體：受體：受體的條件：提供胚胎的個(gè)體。

接受胚胎的個(gè)體。同種〔同一物種〕、生理狀態(tài)相同。一、胚胎移植一、胚胎移植1.概念:

將雌性動(dòng)物的

，或者通過(guò)其他方式得到的胚胎，移植到

的、

的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)，使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。同種生理狀態(tài)相同早期胚胎供體：提供胚胎的個(gè)體-----良種雌性動(dòng)物受體：接受胚胎的個(gè)體-----一般品種的雌性動(dòng)物供受體模式—引進(jìn)牛&地方黃牛實(shí)質(zhì)：生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移請(qǐng)閱讀課本P75、圖3-17“，自由思考討論，發(fā)表自己的觀點(diǎn)。總結(jié)出胚胎移植的意義。1)加速育種工作和品種改進(jìn)；2)大量節(jié)省購(gòu)置種畜的費(fèi)用；3)一胎多產(chǎn)；4)保存品種資源和瀕危物種；5)可充分發(fā)揮優(yōu)秀個(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。2、胚胎移植的現(xiàn)狀和意義2.胚胎移植的意義〔1〕增加繁殖數(shù)量：“供體〞主要職責(zé)是產(chǎn)生具有______________的胚胎。充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力?！?〕縮短繁殖周期：“受體〞的職責(zé)是繁殖而漫長(zhǎng)的______________任務(wù)，大大縮短了供體本身的繁殖周期。妊娠和育仔體優(yōu)良遺傳特性對(duì)家畜來(lái)說(shuō)，通過(guò)胚胎移植，可大幅度增加優(yōu)良個(gè)體母畜和公畜后代的數(shù)量，使良種種畜群迅速擴(kuò)大，從而加速了育種工作和品種改進(jìn)。1.為什么胚胎工程能加速育種工作和品種改進(jìn)?胚胎冷凍技術(shù)的成功，在世界范圍內(nèi)，可做到胚胎移植不受時(shí)空的限制，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)進(jìn)行交換，完全代替了活畜引種，從而大量節(jié)省購(gòu)置種畜的費(fèi)用。2.為什么胚胎移植能大量節(jié)省購(gòu)置種畜的費(fèi)用?胚胎冷凍技術(shù)的成功，在世界范圍內(nèi)，可做到胚胎移植不受時(shí)空的限制，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)進(jìn)行交換，完全代替了活畜引種，從而大量節(jié)省購(gòu)置種畜的費(fèi)用。2.為什么胚胎移植能大量節(jié)省購(gòu)置種畜的費(fèi)用?胚胎冷凍技術(shù)的成功，在世界范圍內(nèi)，可做到胚胎移植不受時(shí)空的限制，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)進(jìn)行交換，完全代替了活畜引種，從而大量節(jié)省購(gòu)置種畜的費(fèi)用。2.為什么胚胎移植能大量節(jié)省購(gòu)置種畜的費(fèi)用?胚胎移植的生理學(xué)根底是什么？閱讀課本總結(jié)思考？1、準(zhǔn)備移植的小牛胚胎，移植到任何一頭母牛的子宮內(nèi)都能發(fā)育嗎？2、供體與受體之間進(jìn)行胚胎移植會(huì)不會(huì)發(fā)生免疫排斥反響？2.胚胎移植的生理學(xué)根底請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本P76，思考討論：(1)胚胎移植的生理學(xué)根底的四點(diǎn)內(nèi)容是什么？(2)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？供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎？(3)有人認(rèn)為胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期在相同生理環(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？同種動(dòng)物的供體和受體排卵后，生殖器官的

是相同的。生理變化為供體的胚胎移入受體提供相同的

。生理環(huán)境早期胚胎形成后，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

狀態(tài)。為胚胎的收集提供了可能游離受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎根本上不發(fā)生。免疫排斥反響供體胚胎可與受體子宮建立正常的

和

聯(lián)系，但其

不受影響。生理組織遺傳特性為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)等方面的保障思考與討論:〔1〕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？供體胚胎移入受體子宮的位置，應(yīng)與在供體內(nèi)的位置相同或相似嗎？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件到達(dá)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。因此，必須做到供、受體母畜的發(fā)情時(shí)間一致。同時(shí)還要做到移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似，移入胚胎一側(cè)的受體子宮對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。（2）胚胎移植實(shí)質(zhì)你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？

是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。

正確。胚胎移植成功與否要有兩個(gè)條件〔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?！?〕進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。胚胎移植成功的標(biāo)志是什么?移植的胚胎在受體內(nèi)能正常發(fā)育并分娩請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本P77，圖3-19，思考討論：〔1〕胚胎移植的根本程序包括哪些？〔2〕每一步技術(shù)操作的作用如何？〔3〕為什么要進(jìn)行這些操作？3、胚胎移植的根本程序選擇及同期發(fā)情處理超數(shù)排卵處理配種或人工受精胚胎收集胚胎檢查胚胎保存胚胎移植妊娠檢查分娩〔1〕對(duì)供體、受體進(jìn)行選擇供體：遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體；受體：健康和正常繁殖能力的個(gè)體處理：同期發(fā)情具體做法：注射相關(guān)激素。〔2〕超數(shù)排卵處理具體做法：注射促性腺激素〔3〕配種或人工授精精子來(lái)源：同種優(yōu)良的雄性動(dòng)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(nèi)的胚胎沖洗出來(lái)。沖卵是把母牛的卵子沖出來(lái)嗎？不是，沖卵是將供體母畜體內(nèi)的胚胎沖出來(lái)?！?〕對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查

你知道檢查的目的嗎？此時(shí)胚胎處于什么時(shí)期？

檢查胚胎的發(fā)育狀況，處于桑椹胚或囊胚〔6〕胚胎的保存或移植胚胎保存的條件是什么？胚胎為什么在此條件下保存？〔7〕胚胎的移植方法一：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?！?〕對(duì)受體母牛進(jìn)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?！诎l(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〔胚胎移植的犢?！承〗Y(jié)：【歸納總結(jié)】①該過(guò)程中兩次使用促性腺激素，第一次對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。②該過(guò)程中的兩次檢查：第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查；第二次對(duì)受體母牛是否妊娠進(jìn)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，二者與受體牛沒(méi)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。例題1:“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例題2:(多項(xiàng)選擇)胚胎移植技術(shù)目前主要應(yīng)用與()A.解決某些不孕癥者的生育問(wèn)題B.治療某些遺傳病C.提高良種家畜的繁殖力D.提高動(dòng)物的抗病力AC例題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例題4〔多項(xiàng)選擇〕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(dòng)物D.雌性動(dòng)物ABD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.以下對(duì)于優(yōu)良種畜的胚胎移植的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)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練習(xí)練習(xí)2.以下有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的表達(dá)中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)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A3.供體的胚胎移植到受體后，游離的胚胎在發(fā)育過(guò)程中形成胎盤與受體相連，并通過(guò)胎盤與受體的血液進(jìn)行物質(zhì)交換。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)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(yīng)相同，否那么會(huì)發(fā)生免疫排斥反響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(yùn)行AD閱讀課本，思考以下問(wèn)題：〔1〕胚胎分割的概念〔2〕胚胎分割特點(diǎn)〔3〕胚胎分割的理論根底〔4〕胚胎分割操作過(guò)程二、胚胎分割1.概念:采用顯微手術(shù)〔機(jī)械方法〕的方法將早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以得到同卵雙胎或同卵多胎的技術(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、理論根底動(dòng)物胚胎細(xì)胞的全能性。所以胚胎分割的時(shí)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(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。6、具體操作用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個(gè)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。選擇良好的桑椹胚或囊胚移入培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將其切開，吸出其中的半個(gè)胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。根本過(guò)程：.7、操作本卷須知：①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)胞團(tuán)一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的根底細(xì)胞，其他細(xì)胞為滋養(yǎng)細(xì)胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。假設(shè)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)多的局部正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的局部發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問(wèn)題。②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。早期胚胎的體積很小，只有在顯微鏡下才能看到；再者，細(xì)胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，不但難以做到均等分割，每一份的細(xì)胞數(shù)會(huì)越少，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞所受的影響會(huì)更大。因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)的難度會(huì)越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會(huì)越大，移植成功率自然會(huì)降低。8、胚胎分割技術(shù)的缺陷〔1〕剛出生動(dòng)物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；〔2〕采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的。9、胚胎分割技術(shù)的應(yīng)用:

為轉(zhuǎn)基因技術(shù)、性別控制技術(shù)提供活胚材料。閱讀課本，思考以下問(wèn)題：〔1〕什么是胚胎干細(xì)胞？簡(jiǎn)稱是什么？〔2〕胚胎干細(xì)胞的來(lái)源。〔3〕胚胎干細(xì)胞的特性?！?〕胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用。三、胚胎干細(xì)胞1.概念：簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞,是由早期胚胎或原始性腺中別離出來(lái)的一類細(xì)胞。2.特點(diǎn):〔1〕形態(tài)：體積小、細(xì)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(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)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(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化。對(duì)它可以進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。干細(xì)胞的分類：〔1〕全能干細(xì)胞〔2〕多能干細(xì)胞〔3〕專能干細(xì)胞干細(xì)胞可以通過(guò)以下四個(gè)途徑獲得：(1)從體外培養(yǎng)的胚胎獲得；

(2)從早期流產(chǎn)的胎兒中獲得；(3)從克隆的胚胎中獲得；(4)從成體中獲得。3.主要用途

閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，說(shuō)說(shuō)胚胎干細(xì)胞有什么具體用途？〔1〕治療人類的某些頑癥。人類由于細(xì)胞壞死、退化或功能異常引起的疾病，如帕金森綜合癥、少年糖尿病和老年癡呆癥等，已成為醫(yī)學(xué)上尚未攻克的頑癥。利用ES細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。目前，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，用ES細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細(xì)胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥?！?〕培育出人造組織器官，用于器官移植隨著組織工程技術(shù)的開展，通過(guò)ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，還可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥的問(wèn)題。〔3〕ES細(xì)胞也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。誘導(dǎo)因子：誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。4.利用胚胎干細(xì)胞治療肝衰竭，實(shí)現(xiàn)此過(guò)程的重要原因是〔〕A.細(xì)胞分裂B.細(xì)胞特化C.細(xì)胞分化D.細(xì)胞增殖C完成課本P81頁(yè)探究1的流程圖，并思考問(wèn)題。1.應(yīng)該怎樣選擇供體公、母牛和受體母牛？在②中，為什么用促性腺激素處理供體母牛？在此之前，需要對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期處理嗎？供體公、母牛：遺傳性能優(yōu)秀的個(gè)體；受體母牛：健康和正常繁殖能力的個(gè)體。超數(shù)排卵，獲得較多胚胎。需要。2.在流程圖中，哪一步需要進(jìn)行沖卵？沖卵是把母牛的卵子沖出來(lái)嗎？為什么在第7天進(jìn)行沖卵？3.對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查的目的是什么？此時(shí)胚胎處于什么時(shí)期？第④步，沖卵是將供體母畜體內(nèi)的受精卵沖出來(lái)。檢查胚胎的發(fā)育狀況處于桑椹胚或囊胚4、胚胎移植的根本程序閱讀課本，說(shuō)出胚胎移植的根本程序包括哪幾個(gè)步驟？供體、受體的選擇和同期發(fā)情處理配種或進(jìn)行人工授精胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存胚胎移植移植后的檢查10、〔多項(xiàng)選擇〕克隆動(dòng)物