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1、胚胎工程及应用前景 和牛（又称日本神户牛），是当今世界公认的品质和牛（又称日本神户牛），是当今世界公认的品质最优秀的良种肉牛，国内市场每公斤能售出最优秀的良种肉牛，国内市场每公斤能售出2000多元人多元人民币的天价。民币的天价。 如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？ 胚胎工程其他技术的最后一道胚胎工程其他技术的最后一道“工序工序”-胚胎移植一、胚胎移植一、胚胎移植1.1.概念概念: : 将雌性动物的将雌性动物的早期胚胎早期胚胎, ,或者通过其或者通过其他方式得到的胚胎他方式得到的胚胎, ,移植到移植到同种的同种的、生理状态相同的生理状态相同的其他

2、雌性动物的体内其他雌性动物的体内, ,使之发育为新个体的技术。使之发育为新个体的技术。供体：供体：提供胚胎的个体提供胚胎的个体-良种雌性动物良种雌性动物受体：受体：接受胚胎的个体接受胚胎的个体-一般品种的雌性动物一般品种的雌性动物职能：职能：只产生具有优良遗传特性的胚胎只产生具有优良遗传特性的胚胎职能：职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务供受体模式引进牛&地方黄牛实质：实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代生理学基础生理学基础意义意义同种动物的供体和受体排卵后，同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官的生殖器官的

3、 是相同的。是相同的。生理变化生理变化为供体的胚胎移入受体提供为供体的胚胎移入受体提供相同的相同的 。生理环境生理环境早期胚胎形成后，在一定时间内早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于系，而是处于 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游离游离受体对移入子宫的外来胚胎受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生基本上不发生 。免疫排斥反应免疫排斥反应供体胚胎可与受体子宫建立正常供体胚胎可与受体子宫建立正常的的 和和 联系，但其联系，但其 不受影响。不受影响。生理生理组织组织遗传特性遗传特性为胚胎在受体内的存活为胚胎在受体内的存

4、活提供了可能提供了可能为移植后的胚胎继续发育为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障提供了营养等方面的保障2.2.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础选择及同期发情处理选择及同期发情处理超数排卵处理超数排卵处理配种或人工受精配种或人工受精胚胎收集胚胎收集胚胎检查胚胎检查胚胎保存胚胎保存胚胎移植胚胎移植妊娠检查妊娠检查分娩分娩3. 胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序（1 1）对供体、受体进行选择）对供体、受体进行选择供体：供体： 遗传性能和生产遗传性能和生产性能优秀的个体；性能优秀的个体；受体：受体： 健康和正常繁殖健康和正常繁殖能力的个体能力的个体处理：处理： 同期发情同期发情具体做

5、法：具体做法： 注射相关激素。注射相关激素。（2 2）超数排卵处理）超数排卵处理具体做法：具体做法： 注射促性腺激素注射促性腺激素（3 3）配种或人工授精）配种或人工授精精子来源：精子来源：同种优良的雄同种优良的雄性动物。性动物。（4 4）胚胎的收集）胚胎的收集 在配种或输精后在配种或输精后第第7天，用特制的冲卵天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。宫内的胚胎冲洗出来。 冲卵是把母牛的卵冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？子冲出来吗？ 不是，冲卵是将供体母畜不是，冲卵是将供体母畜体内的受精卵冲出来。体内的受精卵冲出来。（5 5）对胚胎进行质量检查）对胚胎进行质量检查

6、你知道检查的目你知道检查的目的吗？此时胚胎处于的吗？此时胚胎处于什么时期？什么时期？ 检查胚胎的发育状况，检查胚胎的发育状况，处于桑椹胚或囊胚处于桑椹胚或囊胚（6 6）胚胎的保存或移植）胚胎的保存或移植胚胎保存的条件是什胚胎保存的条件是什么？胚胎为什么在此么？胚胎为什么在此条件下保存？条件下保存？（7 7）胚胎的移植）胚胎的移植方法一：手术法方法一：手术法具体做法：引出受体子具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。子宫角，缝合创口。方法二：非手术法方法二：非手术法将装有胚胎的移植管送将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎

7、。部位，注入胚胎。（8 8）对受体母牛进行是否妊娠的检查）对受体母牛进行是否妊娠的检查（9 9）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选选 择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、培养胚胎移植胚胎移植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）3. 胚胎移植的基本程序胚胎移植的基本程序同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使同期发情技术：主要是借助外源激素剌激卵巢，使其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生其按照预定的要求发生变化，使处理母畜的卵巢生理机能都处于相

8、同阶段，从而达到同期发情。理机能都处于相同阶段，从而达到同期发情。处处 理理配种或人配种或人工授精工授精胚胎检查、胚胎检查、培养或保存培养或保存胚胎移植胚胎移植胚胎工程的最胚胎工程的最后一道后一道“工序工序”n（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供体和受体之间进行。和受体之间进行。n（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生理状态要相同状态要相同。4.4.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

9、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 缩短繁殖周期缩短繁殖周期, ,增加一生繁殖的后代数量增加一生繁殖的后代数量二、胚胎分割二、胚胎分割1. 1.概念概念: : 采用显微手术（机械方法）的采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成方法将早期胚胎分割成2 2分胚分胚,4,4分胚或分胚或8 8分胚分胚, ,经体内或体外培养经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。同卵多胎的技术。2.特点：特点： 后代具有相同的遗传物质，因此胚后代具

10、有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆无性繁殖或克隆的的方法之一。方法之一。3.理论基础理论基础 动物胚胎细胞的全能性。动物胚胎细胞的全能性。 所以胚胎分割的时期为：所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹囊胚或桑椹胚。胚。4.4.选择的胚胎：选择的胚胎： 发育良好的发育良好的, ,形态正常的桑椹胚或囊胚。形态正常的桑椹胚或囊胚。5.5.使用的主要仪器：使用的主要仪器： 实体显微镜和显微操作仪。实体显微镜和显微操作仪。6.6.具体操作具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空出其中的半个胚胎，注入预

11、先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。 胚胎分割移植的显微操作胚胎分割移植的显微操作7.7.操作注意事项：操作注意事项：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。胞团均等分割。 原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，原因：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。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，若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现会出现含内细胞团多的部分正常发育的

12、能力强，少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，的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育甚至不能发育等问题。等问题。胚胎分割的份数越多，操作的难度会越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。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。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，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。的胚胎内细胞团细胞所受

13、的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越因此，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，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。移植成功率自然会降低。8.8.胚胎分割技术的缺陷胚胎分割技术的缺陷（1 1）刚出生动物的体重偏低，毛色和）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；斑纹还存在差异；（2 2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。的可能性是有限的。9.胚胎分割技术的应用胚胎分割技术的应用: 为转基因技术、性别控制技术提供为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。活胚材料。三、胚胎干细胞三、胚胎干细

14、胞1.1.来源：来源：简称简称ESES或或EKEK细胞，是由细胞，是由早期胚胎早期胚胎或或原始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。全能性全能性；体外体外增殖而不增殖而不发生分化发生分化(1)(1)治疗人类的某些顽症治疗人类的某些顽症(2)(2)培育出人造组织器官，用于器官移植培育出人造组织器官，用于器官移植(3)(3)是研究体外细胞分化的理想材料是研究体外细胞分化的理想材料（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某些顽症。 人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年

15、痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用利用ESES细胞可以诱导分化形成新的组织细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞细胞的特性，移植的特性，移植ESES细胞可使坏死或退化的部位细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用验方面，用ESES细胞诱导分化出的某些组织细细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。成骨不良等疑难病症。（2 2）培育出人造组织器官，用于器官移植）培育出人造组织器官，用于器官移植 随着组织工

16、程技术的发展，通过随着组织工程技术的发展，通过ESES细胞细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官器官，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。不足和器官移植后免疫排斥的问题。（3 3）ESES细胞也是研究体外细胞分化的理细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。想材料。 ESES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。因子的培养液中，能够维持不分化的状态。诱导因子：诱导诱导因子：诱导ES细胞向不同细胞向不同类型的组织细胞分化。类型的组织细胞分化。专能干

17、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4.4.干细胞的分类干细胞的分类本专题中共涉及到了哪些培养液，它们的本专题中共涉及到了哪些培养液，它们的作用分别是什么？作用分别是什么？n获能溶液：使精子获能或精卵

18、结合完成受精获能溶液：使精子获能或精卵结合完成受精作用作用n一定浓度的肝素或钙离子载体一定浓度的肝素或钙离子载体A23187A23187溶液：溶液：使精子获能使精子获能n专用的受精溶液：完成受精作用专用的受精溶液：完成受精作用n发育培养液：检查受精状况和受精卵的发育发育培养液：检查受精状况和受精卵的发育能力能力n动物细胞培养液：培养动物细胞如卵细胞动物细胞培养液：培养动物细胞如卵细胞第一处：在课本第一处：在课本7070页，超数排卵法中冲出页，超数排卵法中冲出的卵实质是减数第二次分裂中期的次级卵的卵实质是减数第二次分裂中期的次级卵母细胞。母细胞。第二处：在课本第二处：在课本7777页，收集胚胎时在母体页，收集胚胎时在母体子宫中冲卵实质是桑椹胚或囊胚子宫中冲卵实质是桑椹胚或囊胚本专题共涉及到了二处冲卵，它们都在课文本专题共涉及到了二处冲卵，它们都在课文中的什么位置上，冲出的卵实质是什么？中的什么位置上，冲出的卵实质是什么？小结：小结：胚胎移植的正常程序：处理供体母羊处理供体母羊胚胎移植胚胎移植收集胚胎收集胚胎供受体母羊的供受体母羊的选择和处理选择和处理配种或者配种或者人工受精人工受精对胚胎检查、对胚胎检查、培养或者保存培养或者保存受体母畜是否受体母畜是否妊娠的检查妊娠的检查波尔羊后代波尔羊后代