胚胎工程(上课).ppt

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1、第二节 胚胎工程,第三章 胚胎工程,英国人希普于将纯种安哥拉兔的早期胚胎移植到一只已和同种交配、毛色特征完全不同的比利时兔的输卵管内。结果生出4只比利时仔兔和2只由胚胎发育而成的安哥拉仔兔。 这是世界上第一例胚胎移植.,比利时兔,安哥拉兔,如何利用普通的比利时兔，快速地获得大量的具有性状优良的安哥拉兔呢？,理论基础： 操作对象： 技术手段：,哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律,胚胎移植、体外受精、胚胎体外培养、胚胎分割、胚胎干细胞培养等,早期胚胎和配子,一、体外受精和胚胎体外培养,体外受精,概念：采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。,过程： （1）精子的收集和获能； （2

2、）卵母细胞的收集和培养； （3）获能精子和卵细胞的受精。,“试管动物”,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消失,M,排卵前后完成,在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿时期完成,在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。,体外受精,1999年4月23日晚9时，在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴，她是我国首例第三代试管婴儿，父母身体健康、婴儿的母亲7年前生下一男婴，孩子一岁后发病，最后死于脑出血，5年后，她第二次怀孕6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，遂引产

3、。夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎12个细胞进行检查后，选择了两个胚胎进行移植,资料一,（1）试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕，生产的过程相同之处是（ ）不同之处是（ ）,在母体子宫内发育形成胎儿,通过有性生殖产生，,在体外，并在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植,（2）血友病的遗传方式为（ ），如果用B 、 b分别表示血友病基因和正常基因，则父亲、母亲的基因型分别是（ ）和（ ），如果该夫妇再生一男孩，患血友病的概率是（ ）,伴X染色体隐性遗传,X BY,1/2,X B X b,最后一个移植成功。根据资料回答下列问题,受精

4、作用,的概率为50，女性正常,男性胎儿从母亲获得b基因，患病,1/4,（3）医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后，可通过观察（ ），判断胎儿的性别，你认为医生应选用（ ）胚胎进行移植原因是（ ），自然状态下，出现这样胚胎的概率是（ ）。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。,染色体组成,女性,名词：借腹怀胎（生子）,选择,供体母羊,受体母羊,同期发情处理*,超数排卵*,供体公羊,配种,取出早期胚胎,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊羊）,胚胎移植的过程：（以波尔山羊为例）,未配种,同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜

5、的卵巢生理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。,为什么胚胎移植能成功?,移动到任何一头动物子宫内都能发育吗? 同种动物发情排卵后,在一段时间内供体受体具有相同的生理环境。 为什么能收集到胚胎? 早期胚胎一定时间内处于游离状态。 供体和受体会不会发生排斥？ 同种动物之间基本上不排斥。 移植的胚胎能否保留供体双亲的特性? 胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但其遗传特性不受受体的影响。,.,.,3.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。,二、胚胎移植,胚胎移植,概念:将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，

6、经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。 供体：提供胚胎的个体。 受体：接受胚胎的个体。,良种雌性动物。,一般品种的雌性动物。,“借普通动物之腹怀优秀个体之胎”,过程,国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右 国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右 我国蒙古黄牛：均重300Kg 海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg,存在的问题：,1.引进一头良种成年奶牛需要3万5万元 2.牛的生育率低，一头牛一胎只一个，一生只能生育四五次,(1)现有一头良种雄性黄牛，请你提供一种简便的方法，使这头公牛在一年内繁殖数千头自己的后代。 (

7、2)现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。,充分发挥雌性个体的繁殖潜力 缩短供体本身的繁殖周期 保持供体优良特性 大规模繁殖 节约成本费用 可用于保护珍稀动物 ,.,.,胚胎移植的意义：,我国胚胎移植取得的成就,20世纪60年代，我国获得家兔、绵羊、牛、马和山羊的胚胎移植成功。近10年来，牛、羊的胚胎移植在我国部分地区已进入生产应用阶段。,巩固练习,1.下列不属于胚胎工程的是： （ ）,A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育,D,2、在体外受精前，要对精子进行（ ） 纯化处理 B. 获能处理 C. 电刺激 D.

8、 超声波处理,B,3、试管婴儿所采用的技术是（ ） 胚胎移植 基因工程 细胞工程 体外受精 克隆技术 A B C D,A,4、胚胎移植的基本程序如下图（以胚胎移植为例）,请据图回答： （1）对供体母牛、供体公牛的要求是_，受体母牛必须和供体牛 。 （2）同期发情处理的方是_它可以促进_的分泌和_ 的生成。 （3）一次给受体移入多胚胎,产生的多个后代,其基因型都相同吗?为什么_。,具优良遗传性状的同种牛,同一物种同时发情,注射促性腺激素,性激素,卵细胞,不一定相同。因为这些胚胎都是由不同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可能不同。,第二节 胚胎工程,第三章 胚胎工程,第二课时,三、胚胎

9、分割,概念:指借助显微操作技术（采用机械方法）将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫，产生同卵多仔后代的技术。,胚胎分割,优势:,可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。,特点:,胚胎分割,选择的胚胎:,使用的主要仪器：,后代具有相同的遗传物质,发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚。,实体显微镜、显微操作仪、切割刀、切割针,过程,胚胎分割的基本操作,选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。,胚胎分割基本过程,代孕母牛,胚胎分割的基本过程,胚胎移入培养液； 分割胚胎（机械法、酶处理）； 移植胚胎给受体； 着床产仔。,胚胎分

10、割的基本操作,（1）赞同。该措施可以帮助一些家庭解决不孕不育现象，而且可以帮助一些由于自身素质不良，如果怀胎、分娩会造成生命威胁的母亲，实现得到亲生子女的愿望。,（2）不赞同。给社会和人类伦理道德造成一定的冲击。,联系实际讨论：你对新科技条件下出现的“借腹生子”现象赞同吗？,所谓“借腹生子”是指利用试管婴儿和胚胎移植技术，在受体母亲子宫内使胎儿发育成熟而生出的过程。,.加图，归纳,.特点,概念：P51,四、胚胎干细胞,四.胚胎干细胞,1.概念:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎（囊胚）的内细胞团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

11、和二倍体核型.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。,四.胚胎干细胞,1.概念:简称ES细胞,是由中分离出来的细胞，具有很强的分化能力. 2.特点:分化，具有和二倍体核型在适当条件下，胚胎干细胞可被诱导分化为组织、，具有重要的生产和临床医学价值。,未,发育全能性,多种细胞、,早期胚胎（囊胚）,内细胞团,器官,（ 一）胚胎干细胞的培养,1、如何获得胚胎干细胞？,2、离体的胚胎干细胞如何培养才能在体外培养成细胞系？,？,？,？,？,构建获得胚胎干细胞的概念图：,从附睾中采集的精子

12、,从卵巢采集的卵母细胞,获能,成熟,体外 受精,受精卵,自然 受精,卵裂,囊胚,原肠胚,内细胞团,胚胎干细胞,1、如何获得胚胎干细胞？,（ 一）胚胎干细胞的培养过程,1、如何获得胚胎干细胞？,2、离体的胚胎干细胞如何培养才能在体外培养成细胞系？,？,？,？,？,四、胚胎干细胞 （ 一）胚胎干细胞的培养过程,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： 1、 制备饲养层（胚胎成纤维细胞）； 2、培养液中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； 4、分为单个细胞。 5、加饲养层培养。,四、胚胎干细胞 （ 一）胚胎干细胞的培养,(胚胎成纤

13、维细胞),胚胎干细胞的培养流程：（小鼠为例）,受精卵,分离早期胚胎,早期胚胎,转入培养皿中培养,分离内细胞团,胰蛋白酶处理解离,胚胎干细胞,加饲养层细胞培养,胚胎干细胞,不加饲养层细胞培养,细胞分化,胚胎干细胞核移植过程：,采集卵细胞,体外成熟,去核卵细胞,分离培养胚胎干细胞,核移植,囊胚,重建细胞,体外培养,克隆胚胎,胚胎移植,代孕母,分娩,幼体,全能干细胞,多能造血干细胞,单能造血干细胞,单能造血 干细胞,单能造血 干细胞,红细胞,白细胞,血小板,造血干细胞,分化,分化,（三）干细胞的分类：,按分化潜能分： (1)全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞。 (2)多能干细胞：具

14、有分化出多种细胞组织的潜能，失去发育成完整个体的能力。 (3)专能干细胞：只能向一种类型或密切相关的两种类型分化的细胞。如骨髓干细胞、皮肤生发层细胞等。 按来源分： (1)胚胎干细胞：当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。 (2)成体干细胞：指已分化特定组织中的未分化细胞，可来源于胚胎、胎儿和成人的组织中，如造血干细胞、神经干细胞、成肌细胞等。,干细胞的分类：,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。,2、糖尿病有很多种类型，其中I型糖尿病患者的胰岛B细胞功能

15、基本丧失，长期依赖注射外源的胰岛素。加拿大科学家的一项研究指出，胰岛B细胞功能的丧失，与白细胞对胰岛B细胞的攻击有关。 （1）用异体胰岛移植的方法来治疗I型糖尿病会产生_。 因此科学家曾考虑用患者的_分化成胰岛B细胞,然后移植回患者体内来治疗此病。然尔，根据加拿大科学家的研究，你认为后一种自体移植的方法能否治愈I型糖尿病_。原因是_。,排斥反应,胚胎干细胞,不能,因为这样的胰岛细胞与原来患者的胰岛细胞一样，还是会被白细胞攻击,3、为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径中进行了大胆探索，并取得了初步成果。 I、2002年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东

16、曹县五里墩陆续降生。克隆牛有3个母亲，A牛提供细胞核即供体细胞，B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入C牛子宫内。请回答下列问题： （1）培养出的克隆牛几乎是_牛复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于_中。 (2)如果多个供体细胞来自同一头牛，培育的这些牛在性状上也不完全相同，分析其原因： ,A,细胞核,性状变异可由环境条件引起,基因可能会发生突变,受体细胞的细胞质基因不同,II、在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植的方法尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工授精得到的受精

17、卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时，进行胚胎分割，均分为4等份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头所需要的小牛。 （3）胚胎分割移植在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是_。 （4）通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为_。 （5）通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于_。,此时还未出现细胞分化,全为雌性或全为雄性,供体细胞,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。,.鼠,.应用前景,试管动物技术,是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。,