胚胎工程及其应用教学内容.ppt

胚胎工程的主要技术：胚胎工程的主要技术：体外受精技术、胚胎移植技术、体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术技术和性别控制技术胚胎工程的主要操作对象：胚胎工程的主要操作对象：生殖细胞、受精卵、生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞早期胚胎细胞胚胎工程的理论基础：胚胎工程的理论基础：胚胎发育学胚胎发育学胚胎工程的主要技术应用胚胎工程的主要技术应用体外受精技术：体外受精技术：哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术的环境中完成受精过程的技术体外受精主要内容是：体外受精主要内容是：精子的采集与获能、卵母细胞的精子的采集与获能、卵母细胞的采集与培养、体外受精采集与培养、体外受精 3.23.2体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养体外受精体外受精1.1.卵母细胞的收卵母细胞的收集和培养集和培养对不同动物对不同动物,采采取卵母细胞的取卵母细胞的方法不同方法不同2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能 1)1)收集的方法收集的方法:假阴假阴道法道法,手握法手握法和和电电刺激刺激等等 2)2)获能处理获能处理:培养法：啮齿动物、培养法：啮齿动物、家兔和猪家兔和猪化学法：牛、羊化学法：牛、羊3.3.受精受精 在在获能溶获能溶液液或或专用的受专用的受精溶液精溶液中完成中完成受精过程受精过程二、胚胎的早期培养二、胚胎的早期培养培养液培养液:水、无机盐、有机盐、维水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等及动物血清等.试管动物技术试管动物技术试管动物技术试管动物技术 是指通过人是指通过人工操作使工操作使卵子卵子和和精子精子在体外条件在体外条件下成熟和受精，下成熟和受精，并通过培养发育并通过培养发育成早期胚胎后，成早期胚胎后，再经移植产生后再经移植产生后代的技术。代的技术。实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是（）和（）和（）的培养）的培养体外受精体外受精早期胚胎早期胚胎（1）体外受精：）体外受精：概念采取雌性概念采取雌性动物的（动物的（）和雄性动物的（和雄性动物的（），使其在（），使其在（）中受精。）中受精。卵细胞卵细胞精子精子试管试管注：但发育的主要场所是（注：但发育的主要场所是（）母体母体采集良种母牛的卵母细胞采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子采集良种公牛精子精子体外获能精子体外获能体外受精体外受精良种牛体外受精胚胎良种牛体外受精胚胎胚胎移植胚胎移植受体牛受体牛良种犊牛良种犊牛成熟期牛成熟期牛屠宰加工厂屠宰加工厂市场市场采集卵巢中的采集卵巢中的卵母细胞卵母细胞“试试管管牛牛”工工厂厂化化生生产产的的技技术术流流程程图图体外受精技术的用途：1、研究哺乳、研究哺乳动物生殖物生殖细胞的胞的发生、受精和早期胚胎生、受精和早期胚胎发育机制育机制2、用于、用于优良家畜品种改良、良家畜品种改良、缩短繁殖周期短繁殖周期3、体外受精技、体外受精技术也是其它胚胎工程技也是其它胚胎工程技术的的组成部分。成部分。一、胚胎移植一、胚胎移植胚胎移植：胚胎移植：将雌性动物的早将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受期胚胎，或者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同种的、生理状态生理状态相同相同的其他的其他雌性雌性动物体内，动物体内，使之继续发育为新个体的使之继续发育为新个体的技术。技术。提供胚胎提供胚胎供体供体受体受体胚胎工程的应用及前景胚胎工程的应用及前景3 3、胚胎移植的现状和意义、胚胎移植的现状和意义现状：现状：技术方法简便、实用。技术方法简便、实用。奶牛：一头供体牛每年可奶牛：一头供体牛每年可产数十头小牛。产数十头小牛。意义：充分发挥雌性优良意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力个体的繁殖潜力。2 2、胚胎移植的实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受、胚胎移植的实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代体共同繁殖后代4 4、胚胎移植的主要生理学基础、胚胎移植的主要生理学基础是否成功是否成功（1 1）哺乳动物发情排卵后，）哺乳动物发情排卵后，生殖器官变化相同。生殖器官变化相同。（2 2）早期胚胎形成后呈游离）早期胚胎形成后呈游离状态，有利于胚胎收集。状态，有利于胚胎收集。（3 3）无免疫排斥反应。）无免疫排斥反应。（4 4）供体胚胎与受体子宫可建立正常）供体胚胎与受体子宫可建立正常生理和组织联系，遗传特性不受影响。生理和组织联系，遗传特性不受影响。5 5、胚胎移植的意义、胚胎移植的意义（1 1）加速育种工作和品种改良）加速育种工作和品种改良（2 2）大量节省购买种畜的费用）大量节省购买种畜的费用（3 3）一胎多产）一胎多产（4 4）保存品种资源和濒危物种）保存品种资源和濒危物种（5 5）可充分发挥优秀个体的繁殖潜能）可充分发挥优秀个体的繁殖潜能 缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量选择选择供体母牛供体母牛受体母牛受体母牛同期发情处理同期发情处理超数排卵超数排卵供体公牛供体公牛配种配种冲卵冲卵质量检查、培养质量检查、培养移植胚胎移植胚胎妊娠检查妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）分娩（胚胎移植的犊牛）6 6、胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序7 7、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供体和受体之间进行。受体之间进行。（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生理状态要相同态要相同。二、胚胎分割二、胚胎分割胚胎分割：采用机械胚胎分割：采用机械方法将方法将早期胚胎早期胚胎切割切割成成2 2、4 4或或8 8等份等，等份等，经移植获得同卵经移植获得同卵双胎双胎或或多胎多胎的技术。的技术。后代具有后代具有相同的相同的遗传遗传物质，可看成无性繁物质，可看成无性繁殖或克隆方法之一殖或克隆方法之一。仪器仪器操作操作胚胎胚胎移植移植透明带透明带滋养层滋养层内细内细胞团胞团DNADNA分析分析显微操作仪实体显微镜胚胎干细胞：胚胎干细胞：ESES、EKEK。特性：体积小、细胞核特性：体积小、细胞核大、核仁明显、全能性、大、核仁明显、全能性、增殖不分化。增殖不分化。三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞1 1、概念：简称、概念：简称ESES或或EKEK细胞，是由细胞，是由早期胚胎或原始早期胚胎或原始性腺性腺中分离出来的一类细胞。中分离出来的一类细胞。2 2、特点：、特点：（1 1）形态：体积小，细胞核大，核仁明显。）形态：体积小，细胞核大，核仁明显。（2 2）功能：具有）功能：具有发育发育的的全能性全能性。可分化为成年动。可分化为成年动物体内任何一种组织细胞物体内任何一种组织细胞.体外培养可增殖不分化。体外培养可增殖不分化。（3 3）在）在体外体外培养的条件下，培养的条件下，ESES细胞可以细胞可以增殖而不增殖而不发生分化发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。遗传改造。胚胎干胚胎干细胞的培养胞的培养胚胎干胚胎干细胞胞特定的特定的组织细胞胞增殖而不分化增殖而不分化牛黄酸、丁牛黄酸、丁酰环腺苷酸腺苷酸饲养养层细胞胞牛黄酸、丁牛黄酸、丁酰环腺苷酸腺苷酸专能干细胞专能干细胞多能干细胞多能干细胞全能干细胞全能干细胞特特点点只能分化成一只能分化成一种类型或功能种类型或功能密切相关的两密切相关的两种类型的细胞种类型的细胞能分化成多种能分化成多种细胞或组织细胞或组织，但不能发育成但不能发育成完整个体完整个体能形成机体能形成机体的所有组织的所有组织器官器官，发育发育成完整个体成完整个体举举例例上皮组织基底上皮组织基底层的干细胞层的干细胞，成纤维细胞成纤维细胞造血干细胞造血干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞胚胎干细胞（1 1）治疗人类顽症：）治疗人类顽症：如帕金森综合症、少年糖尿病等。如帕金森综合症、少年糖尿病等。（2 2）培育人造组织器官：）培育人造组织器官：解决供体器官不足、免疫排斥等。解决供体器官不足、免疫排斥等。（3 3）研究体外细胞分化、细胞凋）研究体外细胞分化、细胞凋亡的机理。亡的机理。随堂练习随堂练习1 1、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是A A、受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植、受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B B、受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态、受体母畜必须处于与供体母畜同步发情状态C C、超数排卵技术要使用一定的激素、超数排卵技术要使用一定的激素D D、试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行、试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行2 2、下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是、下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是A A、供体母牛必须是同一物种的良种、供体母牛必须是同一物种的良种B B、受体母牛必须是同一物种的良种、受体母牛必须是同一物种的良种C C、供体公牛必须是同一物种的良种、供体公牛必须是同一物种的良种D D、受体母牛可以是同一物种的一般健康牛、受体母牛可以是同一物种的一般健康牛随堂练习随堂练习3 3、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原、利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是因是A A、细胞分裂、细胞分裂B B、细胞特化、细胞特化C C、细胞分化、细胞分化D D、细胞增殖、细胞增殖随堂练习随堂练习