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專題3胚胎工程,課題3胚胎工程的應用及前景,,1.舉例說出胚胎移植和胚胎分割；2.認同胚胎移植在胚胎工程中的作用和地位；3.關注胚胎工程的研究進展和應用價值。,以“胚胎發(fā)育”為背景材料，導入新課；首先直接闡明胚胎工程涉及的操作技術，再提出胚胎移植技術，先從概念入手，了解胚胎移植的含義及在胚胎工程中的地位，再具體學習胚胎移植的基本程序，然后學習胚胎分割技術的概念，特點及基本過程和注意事項；接著講解胚胎干細胞的相關知識；最后通過課堂檢測，完善內化課堂知識。胚胎移植是我們重點學習的內容，先從胚胎移植的概念導入，通過圖片和文字相結合的方式，形象的學習胚胎移植技術；使學生知道胚胎移植的技術及在胚胎工程中的地位，即體外受精、胚胎分割等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎，都必須經(jīng)過胚胎移植技術才能獲得后代，胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。,胚胎發(fā)育,胚胎工程技術：胚胎移植體外受精胚胎分割胚胎干細胞培養(yǎng)胚胎冷凍保存技術性別控制技術等目前應用較多的是：胚胎移植、胚胎分割、體外生產胚胎技術。,1.概念:將雌性動物體內的早期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內,使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。,一、胚胎移植,胚胎的來源：雌性動物體內的早期胚胎或通過體外受精及其他方式得到的胚胎。供體：提供胚胎的個體。受體：接受胚胎的個體。受體的條件：同種、生理狀態(tài)相同的雌性動物。,2.本質:生產胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。,3.胚胎移植的現(xiàn)狀和意義,(1)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量。(2)加速育種工作和品種改良；(3)大量節(jié)省購買種畜的費用；(4)一胎多產；(5)保存品種資源和瀕危物種；,4.胚胎移植的生理學基礎,(1)供體和受體相同的生理環(huán)境；(2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能；(3)受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥；(4)胚胎與受體建立正常的聯(lián)系,但遺傳物質沒有改變。,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)情時間要一致嗎？供體胚胎移入受體子宮的位置，應與在供體內的位置相同或相似嗎？,答案：應對供體和受體母畜進行同期發(fā)情處理，使它們的生理條件達到同步后一致，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鍵。因此，必須做到供、受體母畜的發(fā)情時間一致。同時還要做到移入受體子宮胚胎的位置應該與其在供體內的位置相同或相似，移入胚胎一側的受體子宮角對應的卵巢必須有黃體存在。,2、胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉移。你認為這樣的概括正確嗎？正確。胚胎移植成功率的高低與供、受體生理環(huán)境條件一致性密切相關。只有供、受體生理環(huán)境高度一致，移入受體的胚胎才能被接受，并繼續(xù)發(fā)育。,5、胚胎移植的基本程序思考胚胎移植的基本程序包括哪幾個步驟？（1）供體、受體的選擇和處理（2）配種或進行人工受精（3）胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存（4）胚胎移植（5）移植后的檢查,（1）對供體、受體進行選擇,供體：遺傳性能和生產性能優(yōu)秀的個體；受體：健康和正常繁殖能力的個體處理：同期發(fā)情具體做法：注射相關激素。,（2）采集卵母細胞方法：超數(shù)排卵具體做法：注射促性腺激素,（3）配種或人工受精,精子來源：同種優(yōu)良的雄性動物。,（4）胚胎的收集,在配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來。,為什么在第7天進行沖卵？,（5）對胚胎進行質量檢查,你知道檢查的目的嗎？此時胚胎處于什么時期？,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的條件是什么？胚胎為什么要保存？,（7）胚胎的移植,方法一：手術法具體做法：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：非手術法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應部位，注入胚胎。,（8）對受體母牛進行是否妊娠的檢查,（9）受體母牛產下胚胎移植的犢牛,①該過程中兩次使用促性腺激素，第一次對受、供體進行同期發(fā)情處理；第二次用于供體的超數(shù)排卵。②該過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進行檢查。③產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，二者與受體牛沒有關系。④沖卵的含義是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子。,（1）胚胎移植一般應在同種的雌性供體和受體之間進行。（2）進行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。,胚胎移植成功與否要有兩個條件,選擇,供體母牛,受體母牛,,,……同期發(fā)情處理……,,超數(shù)排卵,,,配種,,沖卵,,質量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,供體公牛,分娩（胚胎移植的犢牛）,二、胚胎分割閱讀課本，思考以下問題：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特點（3）胚胎分割的理論基礎（4）胚胎分割操作過程,1.概念:采用顯微手術（機械方法）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。,2.特點：后代具有相同的遺傳物質，因此胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。3.理論基礎動物胚胎細胞的全能性。所以胚胎分割的時期為：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，吸出其中的半個胚胎，注入預先準備好的空透明帶中，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，吸出其中的半個胚胎注入透明帶中或直接移植給受體。,基本過程：,,7.操作注意事項：①對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內細胞團均等分割。原因：內細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎細胞，其他細胞為滋養(yǎng)細胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內細胞團均等分割，會出現(xiàn)含內細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。,②胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會越大，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，每一份的細胞數(shù)會越少，而且作為囊胚期的胚胎內細胞團細胞所受的影響會更大。因此，分割的份數(shù)越多，技術的難度會越大，移植后的恢復和發(fā)育的難度會越大，移植成功率自然會降低。,8.胚胎分割技術的缺陷（1）剛出生動物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；（2）采用胚胎分割技術產生同卵多胎的可能性是有限的。,9.胚胎分割技術的應用為轉基因技術、性別控制技術提供活胚材料。,三、胚胎干細胞,閱讀課本，思考以下問題：（1）什么是胚胎干細胞？簡稱是什么？（2）胚胎干細胞的來源。（3）胚胎干細胞的特性。（4）胚胎干細胞的應用。,,干細胞,干細胞是一種具有多項分化潛能和自我復制、更新能力的原始未分化細胞，是形成哺乳類各種組織器官的祖宗細胞。,干細胞可以通過以下四個途徑獲得：(1)從體外培養(yǎng)的胚胎獲得；(2)從早期流產的胎兒中獲得；(3)從克隆的胚胎中獲得；(4)從成體中獲得。,全能干細胞（胚胎干細胞）桑椹胚及以前（如受精卵）由內細胞團細胞、原始性腺細胞分離出來能發(fā)育成完整個體多能干細胞(成體干細胞)能分化出動物體內的多種組織（造血干細胞）專能干細胞如成肌細胞、皮膚生發(fā)層細胞等能分化出特定的（一種或兩種）組織,.應用,按照分化潛能大小來分類:,.特點,概念：由或中分離出來的一類細胞。簡稱ES或EK細胞。,早期胚胎,原始性腺,胚胎干細胞,形態(tài)、功能,形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯功能：具有發(fā)育的全能性，可以分化成任何一種組織。體外培養(yǎng)，只增殖不分化?？衫鋬霰４妫豢蛇M行遺傳改造。,.全能細胞,胚胎干細胞,,,.,.分類,,（1）治療人類的某些頑癥。人類由于細胞壞死、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)學上尚未攻克的頑癥。利用ES細胞可以誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能。目前，在動物實驗方面，用ES細胞誘導分化出的某些組織細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。,閱讀課本相關內容，說說胚胎干細胞有什么具體用途？,（2）培育出人造組織器官，用于器官移植隨著組織工程技術的發(fā)展，通過ES細胞體外誘導分化，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不足和器官移植后免疫排斥的問題。,（3）ES細胞也是研究體外細胞分化的理想材料。ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上，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)。,誘導因子：誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化。,1.下列有關動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是（）A.受孕母畜體內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)排卵技術要使用一定的激素D.試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進行,A,2.下列對于優(yōu)良種畜的胚胎移植的說法不正確的是（）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.受體母牛可以是同一物種的一般健康牛,B,3.供體的胚胎移植到受體后，游離的胚胎在發(fā)育過程中形成胎盤與受體相連，并通過胎盤與受體的血液進行物質交換。以下說法正確的是（）A.受體是為供體胚胎提供發(fā)育的條件B.受體與胚胎血型應相同，否則會發(fā)生免疫排斥反應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行,A,4.利用胚胎干細胞治療肝衰竭，實現(xiàn)此過程的重要原因是（）A.細胞分裂B.細胞特化C.細胞分化D.細胞增殖,C,