生物33胚胎工程的应用及前景课件新人教版选修学习PPT教案.pptx

湛江产天价牛肉 千元一斤有钱还难买 新闻日本神户牛肉（雪花牛肉）这就是和牛（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2000多元人民币的天价。 如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？ 一、利用体细胞核移植技术进行克隆。二、利用体外受精和早期胚胎培养技术进行繁殖。一、胚胎移植1. 1.胚胎移植概念胚胎移植概念 将雌性动物体内的早期胚胎将雌性动物体内的早期胚胎, ,或者通过其他方式得到的胚胎或者通过其他方式得到的胚胎, ,移植到移植到同种同种的、的、生理状态相同生理状态相同的其他雌性动物的体内的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。体内受精（配种或人工授精）、体外受精、胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。胚胎的来源：供体：受体：受体的条件：提供胚胎的具有优良遗传性状的个体。 接受胚胎的个体。同一物种、生理状态相同、雌性动物。必须具有正常孕育、生殖后代的能力思考？思考？1 1、准备移植的小牛胚胎，移植到任、准备移植的小牛胚胎，移植到任 何一头母牛的子宫内都能发育吗？何一头母牛的子宫内都能发育吗？2 2、供体与受体之间进行胚胎移植、供体与受体之间进行胚胎移植 会不会发生免疫排斥反应？会不会发生免疫排斥反应？2.胚胎移植的生理学基础请认真阅读课本P76，思考讨论：(1)胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？(2)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？(3)有人认为胚胎移植实质上是早期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？生理学基础生理学基础意义意义胚胎移植的生理学基础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思考与讨论: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对应的卵巢必须有黄体存在。2、胚胎移植实质你认为这样的概括正确吗？ 是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 正确。3、胚胎移植的基本程序请认真阅读课本P77，图3-19，思考讨论：（1）胚胎移植的基本程序包括哪些？（2）每一步技术操作的作用如何？（3）为什么要进行这些操作？ 选择及同期发情处理超数排卵处理配种或人工受精胚胎收集胚胎检查胚胎保存胚胎移植妊娠检查分娩3、胚胎移植的基本程序（1）对供体、受体进行选择供体： 遗传性能和生产性能优秀的个体；受体： 健康和正常繁殖能力的个体处理： 同期发情具体做法： 注射相关激素。（2）超数排卵处理具体做法： 注射促性腺激素（3）配种或人工授精精子来源： 同种优良的雄性动物。（4）胚胎的收集 在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。 冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？ 不是，冲卵是将供体母畜体内的受精卵冲出来。（5）对胚胎进行质量检查 你知道检查的目的吗？此时胚胎处于什么时期？ 检查胚胎的发育状况，处于桑椹胚或囊胚（6）胚胎的保存或移植胚胎保存的条件是什么？-196液氮保存（7）胚胎的移植方法一：手术法具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。方法二：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。（8）对受体母牛进行是否妊娠的检查（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛选择供体母牛受体母牛同期发情处理超数排卵供体公牛配种冲卵质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）总结：优良遗传遗传健康有正常繁殖能力同种遗传性能优秀同期发情处理胚胎移植超数排卵请阅读课本请阅读课本P75、图、图3-17“胚胎移植的现状和意义胚胎移植的现状和意义”，自由思考讨论，发表自己的观点。总结出胚胎移植的意自由思考讨论，发表自己的观点。总结出胚胎移植的意义。义。4、胚胎移植的现状和意义1)加速育种工作和品种改良；2)大量节省购买种畜的费用；3)一胎多产；4)保存品种资源和濒危物种；5)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。1.1.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（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B练习练习练习练习2.2.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（误的是（ ）A.A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植植B.B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态情的状态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婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行试管中进行AD3.3.供体的胚胎移植到受体后，游离的供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是行物质交换。以下说法正确的是（ ）A.A.受体是为供体胚胎提供发育的条件受体是为供体胚胎提供发育的条件B.B.受体与胚胎血型应相同，否则会受体与胚胎血型应相同，否则会 发生免疫排斥反应发生免疫排斥反应C.C.受体与胚胎血液混融在一起受体与胚胎血液混融在一起D.D.胚胎心肺功能都能正常运行胚胎心肺功能都能正常运行A二、胚胎分割 阅读课本，思考以下问题：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特点（3）胚胎分割的理论基础（4）胚胎分割操作过程1.概念: 采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。2.特点： 后代具有相同的遗传物质， 因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。3、理论基础 动物胚胎细胞的全能性。 所以胚胎分割的时期为： 囊胚或桑椹胚。4、选择的胚胎： 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要仪器： 实体显微镜和显微操作仪。6、具体操作 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7、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。 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。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。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，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。8、胚胎分割技术的缺陷（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。9、胚胎分割技术的应用: 为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。三三. .胚胎干细胞胚胎干细胞阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？ 简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源。（3）胚胎干细胞的特性。（4）胚胎干细胞的应用。1.概念： 简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。 2.特点:（1）形态： 体积小.细胞核大,核仁明显；（2）功能： 具有发育的全能性.可分化为成年动物体内任何一种组织细胞.体外培养可增殖不分化；（3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。干细胞的分类： （1）全能干细胞 （2）多能干细胞 （3）专能干细胞 3.主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？（1）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的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植ES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，在动物实验方面，用ES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、心衰竭和成骨不良等疑难病症。（2 2）培育出人造组织器官，用）培育出人造组织器官，用于器官移植于器官移植 随着组织工程技术的发展，随着组织工程技术的发展，通过通过ESES细胞体外诱导分化，还细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解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不足和器官移植后免疫排斥的问题。问题。（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。 ES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。诱导因子：诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。 4. 4.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（现此过程的重要原因是（ ） 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C体细胞核移植的过程供体体细胞细胞培养体细胞卵巢卵母细胞MII期卵母细胞去核无核卵母细胞注入细胞融合重组细胞重组胚胎胚胎移植代孕母体生出与供体遗传物质相同的个体发育理论基础：动物细胞核的全能性采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛受精卵胚胎移植受体牛良种犊牛“试管牛”工厂化生产的技术流程图良种牛体外受精胚胎4、胚胎移植的基本程序 阅读课本，说出胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？供体、受体的选择和同期发情处理 配种或进行人工授精胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植移植后的检查完成课本P81页探究1的流程图，并思考问题。1.应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在中，为什么用促性腺激素处理供体母牛？在此之前，需要对供体和受体母牛进行同期处理吗？2.在流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？为什么在第7天进行冲卵？3.对胚胎进行质量检查的目的是什么？此时胚胎处于什么时期？供体公、母牛：遗传性能优秀的个体；受体母牛：健康和正常繁殖能力的个体。超数排卵，获得较多胚胎。需要。第步，冲卵是将供体母畜体内的受精卵冲出来。检查胚胎的发育状况处于桑椹胚或囊胚请认真阅读课本P76，思考讨论：(1)胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？(2)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？(3)有人认为胚胎移植实质上是早期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？（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛1.1.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（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B练习练习2.特点： 后代具有相同的遗传物质， 因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。3、理论基础 动物胚胎细胞的全能性。 所以胚胎分割的时期为： 囊胚或桑椹胚。 3.主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？（1）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的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植ES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，在动物实验方面，用ES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、心衰竭和成骨不良等疑难病症。（2 2）培育出人造组织器官，用）培育出人造组织器官，用于器官移植于器官移植 随着组织工程技术的发展，随着组织工程技术的发展，通过通过ESES细胞体外诱导分化，还细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解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不足和器官移植后免疫排斥的问题。问题。体细胞核移植的过程供体体细胞细胞培养体细胞卵巢卵母细胞MII期卵母细胞去核无核卵母细胞注入细胞融合重组细胞重组胚胎胚胎移植代孕母体生出与供体遗传物质相同的个体发育理论基础：动物细胞核的全能性