胚胎工程的应用及前景复习.pptx

一、胚胎移植一、胚胎移植1 1 1 1概念概念将雌性动物体内的将雌性动物体内的 ，或者通过，或者通过 及其他方及其他方式得到的胚胎，移植到式得到的胚胎，移植到 的、生理状态的、生理状态 的其他雌的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。2 2 2 2地位地位胚胎移植是胚胎工程其他技术的胚胎移植是胚胎工程其他技术的 一道一道“工序工序”。同种同种体外受精体外受精早期胚胎早期胚胎相同相同最后最后第1页/共32页3 3 3 3意义意义充分发挥雌性优良个体的充分发挥雌性优良个体的 。繁殖潜力繁殖潜力第2页/共32页5 5 5 5基本程序基本程序第3页/共32页6 6 6 6实质实质早期胚胎在早期胚胎在 条件下空间位置的转移。条件下空间位置的转移。二、胚胎分割二、胚胎分割1 1 1 1概念概念指采用指采用 方法将方法将 分割成分割成2 2 2 2等份、等份、4 4 4 4等份或等份或8 8 8 8等份等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。所得后代遗传物质等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。所得后代遗传物质 。2 2 2 2原理：细胞的原理：细胞的 。3 3 3 3胚胎分割时应注意的几个问题胚胎分割时应注意的几个问题(1)(1)(1)(1)选择胚胎：分割时应选择选择胚胎：分割时应选择 、形态正常的、形态正常的 或或 。(2)(2)(2)(2)分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将 .均等分割。均等分割。(3)(3)(3)(3)所需主要仪器：实体显微镜和所需主要仪器：实体显微镜和 。相同生理环境相同生理环境机械机械早期胚胎早期胚胎完全相同完全相同全能性全能性发育良好发育良好桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚内细胞团内细胞团显微操作仪显微操作仪第4页/共32页三、胚胎干细胞三、胚胎干细胞1 1 1 1概念概念是由是由 或或 中分离出来的一类细胞，简称中分离出来的一类细胞，简称ESESESES或或EKEKEKEK细胞。细胞。2 2 2 2特点特点(1)(1)(1)(1)在形态上：表现为在形态上：表现为 、。(2)(2)(2)(2)在功能上：具有发育的在功能上：具有发育的 。(3)(3)(3)(3)在体外培养条件下：在体外培养条件下：ESESESES细胞可以只增殖而不细胞可以只增殖而不 ，因此，因此可以对它进行可以对它进行 或或 。早期胚胎早期胚胎原始性腺原始性腺体积小体积小细胞核大细胞核大核仁核仁明显明显全能性全能性分化分化冷冻保存冷冻保存遗传改造遗传改造第5页/共32页3 3 3 3应用应用(1)(1)(1)(1)可以用于治疗人类的某些顽症。可以用于治疗人类的某些顽症。(2)(2)(2)(2)可以培育出可以培育出 ，解决目前临床上存在，解决目前临床上存在的的 和器官移植后和器官移植后 的问题。的问题。(3)(3)(3)(3)是研究体外是研究体外 的理想材料。的理想材料。(4)(4)(4)(4)可用于对哺乳动物个体可用于对哺乳动物个体 规律的研究。规律的研究。人造组织器官人造组织器官供体器官不足供体器官不足免疫排斥免疫排斥细胞分化细胞分化发生和发育发生和发育第6页/共32页一、胚胎移植一、胚胎移植阅读教材阅读教材P74P74P74P7476767676，结合图，结合图3 3 3 316161616、3 3 3 317171717，探讨回答下列问题：，探讨回答下列问题：1 1 1 1试分析胚胎移植技术中胚胎的来源及生殖方式。试分析胚胎移植技术中胚胎的来源及生殖方式。第7页/共32页2 2 2 2胚胎移植的受体应具备哪些条件？胚胎移植的受体应具备哪些条件？提示：同一物种；与供体处于相同的生理状态；雌性动物。提示：同一物种；与供体处于相同的生理状态；雌性动物。3 3 3 3胚胎移植的意义有哪些？胚胎移植的意义有哪些？提示：提示：(1)(1)(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)(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)(3)(3)一胎多产；一胎多产；(4)(4)(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)(5)(5)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。二、胚胎分割与胚胎干细胞二、胚胎分割与胚胎干细胞阅读教材阅读教材P78P78P78P78P79P79P79P79，结合图，结合图3 3 3 323232323，探讨回答下列问题：，探讨回答下列问题：1 1 1 1胚胎分割有什么意义？处理时期和理由是什么？胚胎分割有什么意义？处理时期和理由是什么？提示：胚胎分割的意义是提高胚胎利用率。处理的时期是桑椹提示：胚胎分割的意义是提高胚胎利用率。处理的时期是桑椹胚期或囊胚期，因为此时还未出现细胞的分化。胚期或囊胚期，因为此时还未出现细胞的分化。第8页/共32页2 2 2 2结结合合胚胚胎胎分分割割的的发发展展简简史史，想想一一想想早早期期胚胚胎胎能能不不能能无无限限分割。分割。提提示示：不不能能。实实践践证证明明，采采用用胚胚胎胎分分割割技技术术产产生生同同卵卵多多胚胚的的可能性有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高。可能性有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高。3 3 3 3囊囊胚胚期期的的内内细细胞胞团团有有何何功功能能？对对囊囊胚胚阶阶段段的的胚胚胎胎进进行行分分割时要注意什么？为什么？割时要注意什么？为什么？提提示示：内内细细胞胞团团在在囊囊胚胚阶阶段段才才出出现现，它它将将来来发发育育成成胎胎儿儿的的各各种种组组织织。对对囊囊胚胚阶阶段段的的胚胚胎胎进进行行分分割割时时要要注注意意将将内内细细胞胞团团均均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。第9页/共32页4 4 4 4观察图示，回答问题：观察图示，回答问题：第10页/共32页(1)(1)(1)(1)囊囊胚胚细细胞胞出出现现_和和_。内内细细胞胞团团将将来来发发育育成成胎胎儿的儿的_，滋养层细胞将来发育成，滋养层细胞将来发育成_等。等。(2)(2)(2)(2)出现囊胚腔，是胚胎内部一个含有液体的囊腔。出现囊胚腔，是胚胎内部一个含有液体的囊腔。(3)(3)(3)(3)胚胚胎胎干干细细胞胞的的来来源源：在在人人胚胚胎胎发发育育早早期期的的_中中未未分分化化的细胞。的细胞。(4)(4)(4)(4)胚胎干细胞的特点：具有胚胎干细胞的特点：具有_能力并保持能力并保持_状状态态，在在一一定定条条件件下下可可分分化化为为各各种种_；易易于于进进行行基基因因改造操作。改造操作。提示：提示：(1)(1)(1)(1)内细胞团滋养层各种组织胎盘内细胞团滋养层各种组织胎盘(3)(3)(3)(3)囊胚囊胚(4)(4)(4)(4)增殖未分化组织和器官增殖未分化组织和器官第11页/共32页 请回答胚胎工程方面的问题：请回答胚胎工程方面的问题：(1)(1)(1)(1)应用胚胎工程技术可以培育出应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛试管牛”。试管牛的培育。试管牛的培育需经过体外受精、需经过体外受精、_、_以及在母体以及在母体中发育和产出等过程。中发育和产出等过程。(2)(2)(2)(2)在在“试管牛试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其成功结合，需要对精子进行处理，使其_。另外，培。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和显微镜下可观察到次级卵母细胞和_。第12页/共32页(3)(3)(3)(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是_。(4)(4)(4)(4)胚胎移植前对供、受体母牛要进行胚胎移植前对供、受体母牛要进行_。为胚。为胚胎在受体体内存活提供可能的基础是指受体对外来的胚胎胎在受体体内存活提供可能的基础是指受体对外来的胚胎基本上不产生。基本上不产生。第13页/共32页 解析解析 (1)“(1)“(1)“(1)“试管牛试管牛”是通过在试管中进行体外受精，然后是通过在试管中进行体外受精，然后将受精卵进行胚胎培养，将获得的胚胎再利用胚胎移植技术将受精卵进行胚胎培养，将获得的胚胎再利用胚胎移植技术植入母体内，在母体内发育和产出牛个体的过程。植入母体内，在母体内发育和产出牛个体的过程。(2)(2)(2)(2)为使精为使精卵成功结合需要对精子进行获能处理；卵母细胞发育至减数卵成功结合需要对精子进行获能处理；卵母细胞发育至减数第二次分裂中期的细胞为次级卵母细胞或第一极体。第二次分裂中期的细胞为次级卵母细胞或第一极体。(3)(3)(3)(3)促性促性腺激素能够作用于卵巢细胞使其产生更多的性激素从而促进腺激素能够作用于卵巢细胞使其产生更多的性激素从而促进卵母细胞的生成。卵母细胞的生成。(4)(4)(4)(4)同期发情处理的目的是使供、受体的生同期发情处理的目的是使供、受体的生理状态同步或一致。另外胚胎要在受体内存活，必要的条件理状态同步或一致。另外胚胎要在受体内存活，必要的条件是不能和受体产生免疫排斥反应。是不能和受体产生免疫排斥反应。答案答案 (1)(1)(1)(1)早期胚胎培养胚胎移植早期胚胎培养胚胎移植(2)(2)(2)(2)获能第一极体获能第一极体(3)(3)(3)(3)促性腺激素促性腺激素(4)(4)(4)(4)同期发情处理免疫排斥反应同期发情处理免疫排斥反应第14页/共32页 从生殖方式上区分克隆、试管牛和胚胎移植从生殖方式上区分克隆、试管牛和胚胎移植(1)(1)(1)(1)克隆：是无性繁殖，具体指从一个共同的祖先通过无性繁克隆：是无性繁殖，具体指从一个共同的祖先通过无性繁殖的方法增生而来的一群遗传特性相同的殖的方法增生而来的一群遗传特性相同的DNADNADNADNA分子、细胞或者分子、细胞或者个体，如植物的组织培养。动物的克隆指细胞核移植，通过个体，如植物的组织培养。动物的克隆指细胞核移植，通过离体培养重新表达细胞的全能性。离体培养重新表达细胞的全能性。(2)(2)(2)(2)试管牛：是体外受精和胚胎移植过程，属于有性生殖。试管牛：是体外受精和胚胎移植过程，属于有性生殖。(3)(3)(3)(3)胚胎移植：取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技胚胎移植：取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成重组细胞发育而成的。若由受精卵形成的则为有性生术形成重组细胞发育而成的。若由受精卵形成的则为有性生殖，否则为无性生殖。殖，否则为无性生殖。第15页/共32页 (山东高考山东高考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞诱导性多能干细胞(iPS)(iPS)(iPS)(iPS)，继而利用，继而利用iPSiPSiPSiPS细胞培育出与黑鼠遗细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：传特性相同的克隆鼠。流程如下：第16页/共32页(1)(1)(1)(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为这种现象称为_。(2)(2)(2)(2)图中图中2 2 2 2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为程称为_；也可从灰鼠体内取出卵子，通过；也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进后进行早期胚胎培养获得。行早期胚胎培养获得。(3)(3)(3)(3)图中重组囊胚通过图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用暂不移入的胚胎可使用_方法保存。方法保存。(4)(4)(4)(4)小鼠胚胎干细胞小鼠胚胎干细胞(ES)(ES)(ES)(ES)可由囊胚的可由囊胚的_分离培养获得。分离培养获得。iPSiPSiPSiPS与与ESESESES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPSiPSiPSiPS细胞进行定向细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。后用于疾病的细胞治疗。第17页/共32页【研析】本题主要考查动物细胞培养和胚胎移植等有关知识，意在考查识记和理解应用能力。具体解题过程如下：审提取信息信息a：由设问(1)(1)对黑鼠体细胞的初次培养可知其称为原代培养。信息b：由设问(2)(2)从灰鼠输卵管内获得2 2细胞胚胎可知此过程为冲卵技术。信息c：由设问(3)(3)重组囊胚移入白鼠子宫内可知此项技术是胚胎移植化用于疾病的细胞治疗。信息d：由设问(4)“iPS(4)“iPS与ESES细胞同样具有发育全能性”可推得对其进行定向诱导分化。第18页/共32页析解读信息解读信息解读信息a a：动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养称为原代培养。次培养称为原代培养。解读信息解读信息b b：将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来的方法将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来的方法叫冲卵。叫冲卵。解读信息解读信息d d：iPSiPSiPSiPS与与ESESESES细胞同样具有发育全能性即均可细胞同样具有发育全能性即均可分化为成年鼠任何一种组织细胞，可使坏死或退化的分化为成年鼠任何一种组织细胞，可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。部位得以修复并恢复正常功能。第19页/共32页答解题规范设问设问(2)(2)：第二个空填的正确答案第二个空填的正确答案“体外受精体外受精”来自一个来自一个关键语句关键语句“灰鼠体内取出灰鼠体内取出”，答为，答为“受精受精”不给分。不给分。设问设问(4)(4)第一个空：第一个空：囊胚本身就是早期的胚胎，而其内细囊胚本身就是早期的胚胎，而其内细胞团具有发育的全能性，其他部分细胞则不具备此特性，胞团具有发育的全能性，其他部分细胞则不具备此特性，因此答因此答“早期胚胎早期胚胎”不恰当。不恰当。设问设问(4)(4)第二个空：第二个空：前面有一个关键词前面有一个关键词“定向定向”，这决定，这决定了这个答案只能填了这个答案只能填“诱导分化诱导分化”，不能填，不能填“诱导分裂、诱导分裂、分化分化”或或“分裂分裂”。第20页/共32页 答案答案 (1)(1)(1)(1)原代培养接触抑制原代培养接触抑制(2)(2)(2)(2)冲卵冲卵(或冲胚或冲胚)体外受精体外受精(或核移植或核移植)(3)(3)(3)(3)胚胎移植冷冻胚胎移植冷冻(或低温或低温)(4)(4)(4)(4)内细胞团诱导分化内细胞团诱导分化第21页/共32页 网络构建网络构建 填充：填充：内细胞团内细胞团收集收集桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚 196 196 196 196 的液氮的液氮原始的性腺原始的性腺 细胞核大细胞核大 具有发育的全能性具有发育的全能性课堂归纳课堂归纳课堂归纳课堂归纳第22页/共32页 关键语句关键语句 1 1 1 1胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。繁殖后代的过程。2 2 2 2胚胎移植的理论基础胚胎移植的理论基础(1)(1)(1)(1)早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供可能。早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供可能。(2)(2)(2)(2)受体对移植胚胎基本不发生免疫排斥是早期胚胎在受体内受体对移植胚胎基本不发生免疫排斥是早期胚胎在受体内存活的理论基础。存活的理论基础。(3)(3)(3)(3)供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上的联系，为胚胎供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上的联系，为胚胎在受体内发育提供了可能。在受体内发育提供了可能。3 3 3 3为促进供体多排卵，应用促性腺激素进行超数排卵处理。为促进供体多排卵，应用促性腺激素进行超数排卵处理。第23页/共32页4 4 4 4一般选取孕激素对供、受体进行同期发情处理。一般选取孕激素对供、受体进行同期发情处理。5 5 5 5胚胎分割的对象是桑椹胚或囊胚，在对囊胚分割时，胚胎分割的对象是桑椹胚或囊胚，在对囊胚分割时，应注意将内细胞团均等分割。应注意将内细胞团均等分割。6 6 6 6胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称类细胞，简称ESESESES或或EKEKEKEK细胞，表现为体积小、细胞核大、核细胞，表现为体积小、细胞核大、核仁明显等特征，具有发育的全能性。仁明显等特征，具有发育的全能性。第24页/共32页1 1 1 1下列技术属于胚胎工程最后一道下列技术属于胚胎工程最后一道“工序工序”的是的是()A A A A体外受精体外受精B B B B早期胚胎培养早期胚胎培养C C C C胚胎移植胚胎移植 D D D D胚胎分割胚胎分割解析：在胚胎工程中，最后都要把胚胎移植到受体内解析：在胚胎工程中，最后都要把胚胎移植到受体内才能获得试管动物。才能获得试管动物。答案：答案：C C C C第25页/共32页2 2 2 2关于胚胎移植优点的叙述，错误的是关于胚胎移植优点的叙述，错误的是()A A A A使良种畜群迅速扩大，加速育种工作和品种改良使良种畜群迅速扩大，加速育种工作和品种改良B B B B克服了时间与地域的限制，大量节省购买种畜的费用克服了时间与地域的限制，大量节省购买种畜的费用C C C C一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例D D D D建立常温胚胎库，保存品种资源和濒危物种建立常温胚胎库，保存品种资源和濒危物种解析：胚胎必须进行冷冻保存，常温下无法长期保存胚胎。解析：胚胎必须进行冷冻保存，常温下无法长期保存胚胎。答案：答案：D D D D第26页/共32页3 3 3 3表现型不同的母牛生育出基因型相同的小牛，产生这一表现型不同的母牛生育出基因型相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是结果最可能的原因是()A A A A试管动物培养试管动物培养 B B B B胚胎移植胚胎移植C C C C胚胎分割移植胚胎分割移植 D D D D受精卵移植受精卵移植解析：若干头母牛生出基因型完全相同的小牛，是因解析：若干头母牛生出基因型完全相同的小牛，是因为这些小牛的遗传物质来自同一受精卵，这是通过胚胎分为这些小牛的遗传物质来自同一受精卵，这是通过胚胎分割移植产生的。割移植产生的。答案：答案：C C C C第27页/共32页4 4 4 4下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是()A A A A对供体、受体要进行选择对供体、受体要进行选择B B B B要用激素对供体进行超数排卵处理要用激素对供体进行超数排卵处理C C C C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D D D D胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法解析：移入受体的是胚胎，并且受体对移入子宫的胚胎基解析：移入受体的是胚胎，并且受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以本上不发生免疫排斥反应，所以C C C C选项中的过程在胚胎移植选项中的过程在胚胎移植中没有必要进行。胚胎移植的主要步骤有供、受体的选择，中没有必要进行。胚胎移植的主要步骤有供、受体的选择，用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。胚胎移植常采用用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。胚胎移植常采用手术法和非手术法。手术法和非手术法。答案：答案：C C C C第28页/共32页5 5 5 5如图为牛胚胎移植示意图，请据图回答：如图为牛胚胎移植示意图，请据图回答：第29页/共32页(1)(1)(1)(1)胚胎移植对供体母牛、供体公牛、受体母牛的要求分别是胚胎移植对供体母牛、供体公牛、受体母牛的要求分别是_、_、_。(2)(2)(2)(2)牛胚胎移植程序中，对供体和受体母牛进行同期发情处理牛胚胎移植程序中，对供体和受体母牛进行同期发情处理的目的是的目的是_。(3)(3)(3)(3)对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到_或或_阶段。阶段。(4)(4)(4)(4)胚胎移植过程一般有胚胎移植过程一般有_和和_两种方法。两种方法。(5)(5)(5)(5)冲卵的生理基础是冲卵的生理基础是_。第30页/共32页解析：胚胎移植时，所用的供体母牛、供体公牛均为优质牛，解析：胚胎移植时，所用的供体母牛、供体公牛均为优质牛，受体母牛为普通牛即可。胚胎移植时供体和受体母牛必须处在受体母牛为普通牛即可。胚胎移植时供体和受体母牛必须处在相同的发情期，通常用激素进行处理，这样可使胚胎在移植前相同的发情期，通常用激素进行处理，这样可使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。对胚胎进行质量检查时，胚胎应后所处的生理环境保持一致。对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。胚胎移植一般有手术法：引出受体发育到桑椹胚或囊胚阶段。胚胎移植一般有手术法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口；非手术法：将装子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口；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。有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。答案：答案：(1)(1)(1)(1)优质母牛优质公牛普通母牛优质母牛优质公牛普通母牛(2)(2)(2)(2)使胚胎在移植使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致前后所处的生理环境保持一致(3)(3)(3)(3)桑椹胚囊胚桑椹胚囊胚(4)(4)(4)(4)手术法手术法非手术法非手术法(5)(5)(5)(5)早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系宫建立组织上的联系第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页