胚胎工程的应用与前景课件-高二下学期生物人教版选修3

3.3胚胎工程的应用及前景学习目标1.举例说出胚胎移植和胚胎分割。2.认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。3.关注胚胎工程的研究进展和应用价值。学习难点、重点重点(1)胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用。(2)胚胎分割的应用意义。(3)胚胎干细胞研究的意义。难点(1)胚胎移植的生理学基础。(2)胚胎干细胞的概念和分离途径。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,使之发育为新个体的技术。一、胚胎移植胚胎的来源：供体：受体：移植条件：实质：地位：意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。在胚胎移植中提供胚胎的个体在胚胎移植中接受胚胎的个体同种的、生理状态相同的相同的其他雌性动物体内。早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移是胚胎工程的最后一道“工序”体外受精体内受精核移植转入目的基因的受精卵胚胎分割早期胚胎培养早期胚胎冲卵早期胚胎早期胚胎培养早期胚胎早期胚胎培养早期胚胎胚胎移植①②③④⑤有性生殖无性生殖胚胎的来源一、胚胎移植胚胎移植的意义胚胎移植的优势是：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。供体的主要职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，大大缩短了供体本身的繁殖周期。一、胚胎移植①加速育种工作和品种改良②增加双胎和多胎比例。③节省大量购买种畜的费用。④保存品种资源和濒危物种生理学基础意义胚胎移植的生理学基础【重点】

同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官的

是相同的。生理变化

为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境

早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于

状态。为胚胎的收集提供了可能游离

受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生

。免疫排斥反应供体胚胎可与受体子宫建立正常的

和

联系，但其

不受影响。生理组织遗传特性为胚胎在受体内的存活提供了可能

为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障①胚胎移入的基础②胚胎收集的基础③移入胚胎存活的基础④保留胚胎遗传特性的基础排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境（同期发情）。早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，为胚胎的收集提供可能（冲卵）。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。胚胎移植的基本程序①对供、受体母牛进行选择，并用激素进行____________处理（多种激素，主要是孕激素，配合使用前列腺素和促性腺激素）。对供体母牛的要求是生产和遗传性能优良；对受体母牛的要求是健康、繁殖能力正常。

②用________激素对供体母牛做________________处理。

③超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀的公牛进行_________________。

④胚胎的收集：配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的______冲洗出来（也叫______）。胚胎冲卵配种或人工授精促性腺超数排卵同期发情【归纳总结】①该过程中两次使用激素：第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。②该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，

性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体牛没有关系。④冲卵与排卵的区别：冲卵的含义：是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。排卵的含义：卵子从卵泡中排出胚胎移植①供体、受体的选择和处理供体受体选择遗传性能和生产性能优秀的个体选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体用激素对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理。四、胚胎移植的基本程序供体胚胎移植四、胚胎移植的基本程序目的：使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，这是胚胎移植成功与否的关键。指利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。同期发情处理①供体、受体的选择和处理受体用激素对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理。胚胎移植②用激素对供体母牛做超数排卵处理供体母本用促性腺激素处理使之超数排卵四、胚胎移植的基本程序胚胎移植③配种或进行人工授精超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精。四、胚胎移植的基本程序胚胎移植④胚胎的收集配种或输精后第7天，用配置好的冲卵液，借助特制的冲卵装置，把供体母牛子宮内或输卵管中的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。三、胚胎移植的基本程序胚胎移植⑤胚胎的检查冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应该发育到桑椹胚或囊胚阶段。四、胚胎移植的基本程序胚胎移植⑥胚胎的保存将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。四、胚胎移植的基本程序胚胎移植⑦胚胎移植（1）手术法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。（2）非手术法：将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。四、胚胎移植的基本程序移入受体子宫的胚胎位置应与在供体内位置相同或相似手术法移胚非手术法移胚胚胎移植⑧对受体母牛进行是否妊娠检查四、胚胎移植的基本程序⑨受体母牛产下胚胎移植的犊牛胚胎移植成功的标志

移植的胚胎在受体内能正常发育，完成分娩获得具有优良性状的个体。

胚胎分割：是指采用______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________________的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看做动物______繁殖或克隆的方法之一。

胚胎分割所需要的主要仪器设备为________________和______________。机械同卵双胎或多胎无性实体显微镜显微操作仪二、胚胎分割显微操作仪和实体显微镜主要仪器设备：

进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的__________________，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后，用__________________进行分割。对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。桑椹胚或囊胚分割针或分割刀二、胚胎分割

具体操作时，用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的____________中，或直接将裸半胚移植入受体。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将____________均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，到目前为止，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例都很小。空透明带内细胞团二、胚胎分割还可用分割针分割滋养层，做DNA分析性别鉴定。二、胚胎分割刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。胚胎分割的意义胚胎分割的缺陷加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率二、胚胎分割25思考？？1、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？

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，其他滋养层细胞只为胚胎和胎儿发育提供营养。若不能均等分割，将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。2、为什么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？因此，到目前为止，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例都很小。

因为早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到，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。项目自然受精人工授精体外受精不同点过程不同雌雄动物交配完成用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程场所不同雌性动物输卵管中雌性动物输卵管中体外培养液中相同点①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程。②都是有性生殖。人工授精:充分发挥雄性优良性状的繁殖能力。参看：P82P61三、胚胎干细胞1.定义：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。2.特点：(1)形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。电镜下的胚胎干细胞（照片经后期人工上色处理，放大1500倍）(3)在体外培养的条件下，可以只增殖，而不分化。可以冷冻保存，也可以进行遗传改造。(2)功能上：具有发育的全能性。三、胚胎干细胞3.应用：(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。如帕金森综合征、少年糖尿病和老年痴呆症等。解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。三、胚胎干细胞(3)揭示细胞分化和细胞凋亡的机理。三、胚胎干细胞3.应用：(4)用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织染色，了解ES细胞的分化特点三、胚胎干细胞3.应用：课堂小结35名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞特点具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞举例胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞应用用于病人的器官移植等造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症延伸：干细胞的分类36.全能干细胞(胚胎干细胞)多能干细胞正文中讨论题1.在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致?例如，供、受体的发情时间要一致吗?供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似吗?

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.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?

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。旁栏思考题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?

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。39哺乳动物的性别控制技术通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代的技术。①概念：②如何分离X、Y精子：根据X、Y精子体积和质量沉淀分离根据X、Y精子嗜酸碱性不同选择性利用精子根据X、Y精子所带电荷不同，电泳法分离补充知识：③SRY-PCR胚胎性别鉴定技术：课本P82SRY基因：雄性的性别决定基因，指Y染色体上具体决定生物雄性性别的基因片段。SRY—PCR胚胎鉴定技术滋养层41〖思考与探索〗（1）用文字完成下面的流程图。①对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理；③配种或人工授精；④收集胚胎；⑥胚胎移植；⑦对受体母畜进行是否妊娠的检查。

第④步需