1、胚胎工程的应用及前景,专题3:胚胎工程,2006年5月,一.胚胎移植,供体：提供胚胎的个体。 受体：接受胚胎的个体。,（一）概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及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,使之继续发育为新个体的技术。,胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程，是胚胎工程的最后一道“工序”。,2.胚胎移植成功与否的条件有哪些?,（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。,1.胚胎移植成功的标志是什么?,移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩,（二）胚胎移植的现状和意义
2、,现状： 1.牛的胚胎移植中，技术方法更为简便、实用。 2.羊的胚胎移植效率比奶牛还要高。我国家兔、绵羊、牛、马和山羊的胚胎移植相继获得成功。 3.牛、羊的胚胎移植在我国部分地区已进入生产应用阶段。,意义：,进行胚胎移植的优势是可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量,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,一头供体良种母牛平均每次处理收集到的胚胎移植后可产下34头良种犊牛，而每年对良种供体母牛可进行45次处理，这样，一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几或数十头。与自然状态下所生的后代比进行胚胎移
3、植的优势是：大大缩短了供体本身的繁殖周期；增加供体一生繁殖的后代数量。,1.你如何理解“胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力”这句话?,对家畜来说，通过胚胎移植，可大幅度增加优良个体母畜和公畜后代的数量，使良种种畜群迅速扩大，从而加速了育种工作和品种改良。,2.为什么胚胎工程能加速育种工作和品种改良?,胚胎冷冻技术的成功，在世界范围内，可做到胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换，完全代替了活畜引种，从而大量节省购买种畜的费用。,3.为什么胚胎移植能大量节省购买种畜的费用?,（三）胚胎移植的生理学基础,胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关。 1)供体和受体相同的生理环境 2)
4、早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能 3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥 4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变,讨论,1.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或一致，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。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。,2.胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以我
5、们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概括是正确的。,因为供体胚胎的遗传性状是由雌雄供体精卵细胞内获得的遗传基因决定的。,为什么供体的胚胎移植到受体后，在孕育过程中其遗传性状不会受受体的影响？,（四）胚胎移植的基本程序,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）,胚胎移植的基本程序,二.胚胎分割,2.特点:后代具有相同的遗传物质（无性繁殖或克隆）。,1.概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术.,3.使用的主要仪器：实体
6、显微镜和显微操作仪,4.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚.,旁栏思考题：,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
7、植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。,三.胚胎干细胞,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 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。,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.,3.意义 ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重要成就之一。,4.主要用途 (1)治疗人类的某些顽症 (2)培育出人造组织器官，用于器官移植 (3)是研究体外细胞分化的理想材料,思考与探究 1.（1） 对供、受体母畜进行选择，并进行同期发
8、情处理； 配种或人工授精； 收集胚胎； 胚胎移植； 对受体母畜进行是否妊娠的检查。,（2）供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，这样就可以获得较多的胚胎；在促性腺激素处理供体母牛前，需要对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。,3.第步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。,4.胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和
9、胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。,练习,A,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,B,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
10、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,C,3.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,在胚胎移植中供体的主要职能（ ）A.提供优良的供体基因 B.提供优良遗传特性的胚胎C.提供卵细胞 D.提供精子,B,（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些条件（ ）A.同种生物 B.生理状态相同 C.雄性动物 D.雌性动物,ABD,“试管婴儿”技术属于( )A.胚胎移植 B.组织培养 C.克隆技术 D.基因工程,A,(多选)胚胎移植技术目前主要应用与( )A.解决某些不孕症者的
11、生育问题B.治疗某些遗传病 C.提高良种家畜的繁殖力D.提高动物的抗病力,AC,雌激素：能激发和维持雌性正常的性周期 孕激素：促进子宫内膜和乳腺等的生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件 促性腺激素：促进性腺的生长发育，调节性激素的合成和分泌等,下丘脑,垂体,性腺,促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,促性腺激素释放激素,促性腺激素,性激素,简单解释：促性腺激素促进性腺发育，雌激素促进排卵，孕激素促进着床。,干细胞(stem cells, SC)是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。干细胞是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的
12、潜在功能，医学界称为“万用细胞” 。 根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞。 根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。 胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。 成体干细胞主要包括上皮干细胞和造血干细胞。,个体发育：指多细胞生物体从受精卵开始，经过细胞分裂、组织分化、器官形成，直到性成熟等过程。,20、（3）利用同一受精卵发育形成的胚胎进行胚胎分割移植，分别植入不同母牛子宫，使它们正常发育成新个体。,20、（4）胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种。,22、（2）荷斯坦小奶牛更能适应环境。 因为它具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性。,
