第33节：胚胎工程的应用及前景

1、第第3 3. .3 3节节胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景胚胎工程技术：体外受精体外受精胚胎移植胚胎移植胚胎分割胚胎分割胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养胚胎冷冻保存技术等胚胎冷冻保存技术等目前应用较多的是：一、胚胎移植一、胚胎移植 将雌性动物体内的将雌性动物体内的早期胚胎早期胚胎, ,或者或者通过体外受通过体外受精及其他方式得到的胚胎精及其他方式得到的胚胎, ,移植到移植到同种的、生理同种的、生理状态相同状态相同的其他的其他雌性雌性动物的体内动物的体内, ,使之继续发育使之继续发育为新个体的技术。为新个体的技术。一、胚胎移植一、胚胎移植 胚胎移植实际上是胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和生产

2、胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。在。在胚胎工程中通过任何一项技术，如胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、转基因、核移植，核移植，或或体外受精体外受精等技术获得的胚胎，等技术获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。因此，都必须移植给受体才能获得后代。因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技术的胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一最后一道道“工序工序”。一、胚胎移植一、胚胎移植 一头供体良种母牛平均每次处理收集到的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胚胎移植后可产下3 34 4头良种犊牛，而每年对头良种犊牛，而每年对良种供体母牛可进行良种供

3、体母牛可进行4 45 5次处理，这样，次处理，这样，一头一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几或数十头。或数十头。一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植 1) 1)保持供体优良特性保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良加速育种工作和品种改良) ) 2)2)节约成本节约成本/费用费用(大量节省购买种畜的费用大量节省购买种畜的费用) )； 3)3)大规模繁殖大规模繁殖(一胎多产一胎多产) )； 4)4) 保存品种资源和保存品种资源和保护保护濒危物种；濒危物种； 5)5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力充分发挥雌性个体的繁殖潜力，缩短供体，缩短供体

4、 本身的繁殖周期本身的繁殖周期。一、胚胎移植一、胚胎移植 同种动物的供、受体排卵后生殖器官的同种动物的供、受体排卵后生殖器官的生理生理变化变化是相同的。是相同的。为供体的胚胎移入受体提供了相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。生理环境。胚胎移植到任何一头动物子宫内都能发育吗胚胎移植到任何一头动物子宫内都能发育吗? ?(1)对供体和受体进行对供体和受体进行同期发情同期发情(注射孕激素注射孕激素)处理！处理！一、胚胎移植一、胚胎移植 早期胚胎形成后，在一定时间内不会与早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母母体子宫体子宫建立组织上的联系，而是处于建立组织上的联系，而是处于游离游离状态。状态。

5、为胚胎的收集提供了可能为胚胎的收集提供了可能为什么能收集到胚胎为什么能收集到胚胎? ?(2)通常在通常在第第7天天左右对胚胎进行收集！左右对胚胎进行收集！一、胚胎移植一、胚胎移植 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥免疫排斥反应反应。为胚胎在受体内的存活提供了可能为胚胎在受体内的存活提供了可能供体和受体会不会发生排斥供体和受体会不会发生排斥? ?(3)一、胚胎移植一、胚胎移植 供体胚胎可与受体子宫建立正常的供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织生理和组织联联系，但其系，但其遗传特性遗传特性不受任何影响不受任何影响。为移植后代胚胎继续发育提供了营养等

6、为移植后代胚胎继续发育提供了营养等方面的保障。方面的保障。为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性? ?(4) 因为供体胚胎的遗传性状是由雌雄供体精卵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。细胞内获得的遗传基因决定的。一、胚胎移植一、胚胎移植(1)(1)供体和受体供体和受体相同的生理环境相同的生理环境；(2)(2)早期胚胎处于早期胚胎处于游离游离状态状态, ,为胚胎的收集提供了可能；为胚胎的收集提供了可能；(3)(3)受体对移入子宫的胚胎基本上受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥不发生免疫排斥；(4)(4)胚胎与受体建立正常的联系胚

7、胎与受体建立正常的联系, ,但但遗传物质没有改变遗传物质没有改变。一、胚胎移植一、胚胎移植 1 1、应对应对供体和受体母畜进行同期发情处理供体和受体母畜进行同期发情处理, ,使它们的生理条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，这是相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键胚胎移植成功与否的关键。因此，必须做。因此，必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到到供、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胎的位置应该与其在供体

8、内的位置相同或相似。一、胚胎移植一、胚胎移植 2 2、正确。、正确。因为胚胎因为胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境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。所以我们可以把胚胎移植简体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以我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。这样的概括是的概括是正确正确的。的。一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植供体：供体： 产生具有优良遗传产

9、生具有优良遗传特性胚胎的个体；特性胚胎的个体；受体：受体： 健康和正常繁殖能健康和正常繁殖能力的个体力的个体处理：处理： 同期发情同期发情具体做法：具体做法： 注射注射孕激素孕激素。一、胚胎移植一、胚胎移植方法：方法： 采集卵母细胞采集卵母细胞超数排卵超数排卵注射促性腺激素注射促性腺激素具体做法：具体做法：一、胚胎移植一、胚胎移植采集精子采集精子精子来源：精子来源： 同种优良的雄性动物。同种优良的雄性动物。采集精子的方法：采集精子的方法： 大家畜或大型动物。大家畜或大型动物。体型较小，易于控制的动物。体型较小，易于控制的动物。野生动物或经济动物。野生动物或经济动物。一、胚胎移植一、胚胎移植一、

10、胚胎移植一、胚胎移植胚胎的收集胚胎的收集为什么在第为什么在第7 7天进行冲卵？天进行冲卵？ 第七天受精卵已形成，还属于第七天受精卵已形成，还属于，太晚胚胎着床就无法取出移植。，太晚胚胎着床就无法取出移植。一、胚胎移植一、胚胎移植胚胎的收集胚胎的收集区别冲卵、排卵、超数排卵？区别冲卵、排卵、超数排卵？一、胚胎移植一、胚胎移植胚胎的检查胚胎的检查一、胚胎移植一、胚胎移植胚胎的培养胚胎的培养一、胚胎移植一、胚胎移植胚胎的保存胚胎的保存在在-196-196的液氮中保存！的液氮中保存！ 胚胎冷冻保存就是将动物的胚胎冷冻保存就是将动物的早期胚胎早期胚胎, ,采用特殊的保护剂和降采用特殊的保护剂和降温措施进

11、行冷冻温措施进行冷冻, ,使其在使其在-196-196的的液氮中代谢停止或减弱到足够小液氮中代谢停止或减弱到足够小的程度的程度, ,但又不失去升温后恢复代但又不失去升温后恢复代谢的能力谢的能力, ,从而能长期保存胚胎的从而能长期保存胚胎的一种生物技术。一种生物技术。 一、胚胎移植一、胚胎移植方法一：手术法方法一：手术法方法二：非手术法方法二：非手术法一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植受体母牛产下胚胎移植的犊牛受体母牛产下胚胎移植的犊牛 胚胎移植成功的标志胚胎移植成功的标志是什么是什么? ? 移植的胚胎在受体移植的胚胎在受体内能正常发育并内能正常发育并分娩。分娩。一、胚胎移植一、胚

12、胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植胚胎移植成功与否要有两个条件胚胎移植成功与否要有两个条件 （1 1）胚胎移植一般应在）胚胎移植一般应在同种的雌性同种的雌性供体和受体供体和受体之间进行。之间进行。 （2 2）进行胚胎移植的供体和受体的）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同生理状态要相同。一、胚胎移植一、胚胎移植 1 1、答案、答案: :应应对供体和受体母畜进行同期发情处理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使它们的生理条件达到同步后一致，这样才能使供体，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或

13、相似的生存条件，这是胚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。同时还要做到畜的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎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的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。一、胚胎移植一、胚胎移植 2 2、答案、答案: :正确。正确。 胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件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

14、供、受体生理环境高度一致，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。移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。二、胚胎分割二、胚胎分割二、胚胎分割二、胚胎分割早期胚胎细胞具有早期胚胎细胞具有全能性全能性发育良好的发育良好的, ,形态正常的形态正常的桑椹胚或囊胚。桑椹胚或囊胚。实体显微镜、实体显微镜、显微操作仪、显微操作仪、分割刀或分割针分割刀或分割针二、胚胎分割二、胚胎分割 用用分割针或分割刀片分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚

15、移植给受体。移植给受体。二、胚胎分割二、胚胎分割二、胚胎分割二、胚胎分割 内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚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。和胎儿发育提供营养。若若分割时分割时不能不能将内细胞团将内细胞团均等均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，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少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。 二、胚胎分割二、胚胎分割 早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看

16、到；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，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。和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。二、胚胎分割二、胚胎分割二、胚胎分割二、胚胎分割为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。为转基因

17、技术、性别控制技术提供活胚材料。提高胚胎利用率，加快繁殖速度提高胚胎利用率，加快繁殖速度! !三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞 由由 或或_中分离出来的一类中分离出来的一类细胞。简称细胞。简称ESES或或EKEK细胞。细胞。早期胚胎早期胚胎原始性腺原始性腺胚胎干细胞包括胚胎干细胞包括: :桑椹胚及之前的细胞桑椹胚及之前的细胞囊胚的内细胞团细胞囊胚的内细胞团细胞原肠胚的原始生殖细胞原肠胚的原始生殖细胞三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞可以分化成任何一种组织。可以分化成任何一种组织。可冷冻保存；可进行遗传改造！可冷冻保存；可进行遗传改造！三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞分离内细胞团：分离内细胞团：胰蛋白酶胰蛋白

18、酶为了使胚胎干细胞为了使胚胎干细胞只增殖不分化，需要只增殖不分化，需要加入：加入：饲养层细胞饲养层细胞三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞分离内细胞团：分离内细胞团：胰蛋白酶胰蛋白酶为了使胚胎干细胞为了使胚胎干细胞只增殖不分化，需要只增殖不分化，需要加入：加入：饲养层细胞饲养层细胞三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞 可以用于治疗人类的可以用于治疗人类的某些某些顽症顽症。 可以培育出人造组织可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在器官，解决目前临床上存在的的供体器官不足供体器官不足和器官移和器官移植后植后免疫排斥免疫排斥的问题。的问题。 是研究体外是研究体外细胞分化细胞分化的理想材料。的理想材料。 可用于对

19、哺乳动物可用于对哺乳动物个个体发生体发生和和发育规律发育规律的研究。的研究。三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞 指把胚胎干细胞指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克后直接由受体完成克隆动物的技术隆动物的技术( (繁殖繁殖多个个体多个个体) )。三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞 干细胞是一种具有多项分化干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力的潜能和自我复制、更新能力的原原始未分化细胞始未分化细胞，是形成哺乳类各，是形成哺乳类各种组织器官的祖宗细胞。种组织器官的祖宗细胞。三、胚胎干细胞三、胚胎干细

20、胞 全能干细胞（胚胎干细胞）全能干细胞（胚胎干细胞）能发育成能发育成完整个体（各种组织）完整个体（各种组织）如：桑椹胚及以前（如受精卵）如：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的细胞由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来的细胞 多能干细胞多能干细胞( (成体干细胞成体干细胞) )能分化出动物体内的能分化出动物体内的多种组织多种组织如：造血干细胞如：造血干细胞 专能干细胞专能干细胞只能分化出只能分化出特定的特定的（一种或两种）（一种或两种）组织组织如：皮肤生发层细胞、神经干细胞等如：皮肤生发层细胞、神经干细胞等 对供、受体母畜进行选择，对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情

21、处理；并进行同期发情处理； 配种或人工授精；配种或人工授精； 收集胚胎；收集胚胎；胚胎移植；胚胎移植；对受体母畜进行对受体母畜进行是否妊娠的检查。是否妊娠的检查。 （1 1）用文字完成流程图：）用文字完成流程图： 供体公、母牛应该是供体公、母牛应该是具有具有人类所需的人类所需的优良遗传性状优良遗传性状的个体的个体，而，而受体母牛必须具有受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力正常的孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺激素处理供体母需要用促性腺激素处理供体母牛是牛是为了引起超数排卵为了引起超数排卵，这样，这样就可以获得较多的胚胎；在促就可以获得较多的胚胎；在促性腺激素处理供体母牛前，性腺激素处理

22、供体母牛前，需需要要对供体和受体母牛进行同期对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体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的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。似的生存条件。 （2 2） 胚胎移植可充分发挥胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。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可在短期

23、大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。通过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多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。存品种资源和濒危动物。 第步第步需要进行冲卵，需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而精卵冲出来，而不是不是把卵子冲把卵子冲出来。出来。（3 3）（4 4）

24、1 1、进行胚胎移植时、进行胚胎移植时, ,没有必要进行的操作是没有必要进行的操作是( () ) A.A.对供体进行同期发情处理对供体进行同期发情处理 B. B.对供体进行超数排卵处理对供体进行超数排卵处理 C.C.对受体进行同期发情处理对受体进行同期发情处理 D. D.对受体进行超数排卵处理对受体进行超数排卵处理2 2、在胚胎移植的整个过程中、在胚胎移植的整个过程中, ,与之无关的激素是与之无关的激素是( () ) A.A.促性腺激素促性腺激素B.B.雌性激素雌性激素 C.C.孕激素孕激素 D. D.雄性激素雄性激素3 3、下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是、下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( () ) A.A.对供、受体进行选择对供、受体进行选择 B.B.要用激素对供体进行超数排卵处理要用激素对供体进行超数排卵处理 C.C.供体和受体要进行免疫检查供体和受体要进行免疫检查, ,防止发生免疫排斥反应防止发生免疫排斥反应 D.D.胚胎移植常采用手术法和非手术法胚胎移植常采用手术法和非手术法4 4、下列关于胚胎干细胞的叙述、下列关于胚胎干细胞的叙述, ,不正确