胚胎工程實驗技術(shù)sy

1、易錯分析： 1.對胚胎工程中一些說法辨析不清 (1)精子發(fā)生場所——睪丸曲細(xì)精管; 卵子的發(fā)生場所——卵巢，成熟于輸卵管; 受精場所——輸卵管; 胚胎發(fā)育場所——輸卵管和子宮。 (2)精子發(fā)生時間及特點——初情期后，兩次分裂連續(xù)進(jìn)行；卵子發(fā)生時間及特點——胚胎性別分化以后，兩次分裂不連續(xù)。 (3)受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志不是一回事。,(4)胚胎發(fā)育過程中開始分化的階段是囊胚,可以移植或分割的階段為桑椹胚

2、和囊胚。 (5)防止多精入卵的兩道屏障的名稱——透明帶反應(yīng)和卵黃膜的封閉作用。,受精標(biāo)志：在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時。受精完成的標(biāo)志：精卵細(xì)胞核融合形成合子,2.對卵裂階段物質(zhì)含量和體積大小的變化模糊不清 (1)卵裂階段的細(xì)胞分裂方式——有絲分裂。 (2)受卵膜制約，從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，所以每個細(xì)胞體積減小。 (3)伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細(xì)胞中DNA含量保持相對

3、穩(wěn)定。 (4)該過程中有機(jī)物總量減少，因為一直呼吸消耗但不從外界吸收。,第二節(jié) 胚胎工程實驗技術(shù),-------人工受精和胚胎體外培養(yǎng),1978年7月26日，世界首例試管嬰兒“路易斯．布朗”在英國誕生，現(xiàn)已成為母親。,1988年3月10日我國首例試管嬰兒,1992年我國首例三胞胎試管嬰兒,1.試管嬰兒和母親正常懷孕，生產(chǎn)的過程有何異同？,思考與討論,答： 相同之處：都通過有性生殖產(chǎn)生，在母體子宮內(nèi)發(fā)育形成胎兒。

4、 不同之處：受精作用在體外，并在體外發(fā)育成早期胚胎進(jìn)行胚胎移植。,2.試管嬰兒用到了什么生物技術(shù)？,思考與討論,答：包括體外受精、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。,分類：人工體內(nèi)受精、人工體外受精、顯微受精,人工體內(nèi)受精：人工將精子注射到雌性動物宮頸管內(nèi),人工體外受精：簡稱體外受精，采取雌性動物的（卵細(xì)胞）和雄性動物的（精子），使其在（試管）中受精。顯微受精：將完整的精子或精核用顯微操作儀注入卵周隙或卵胞質(zhì)，激活卵母細(xì)胞并完成受精,

5、一、人工受精,顯微受精,顯微受精過程不受精子數(shù)量、活力等因素的影響,1、概念： 是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)。,二、試管動物技術(shù),2、目 的：快速繁殖動物優(yōu)良品種3、技術(shù)手段：體外受精和早期胚胎培養(yǎng)4、過 程：　　　　　　　體外受精　　　　　　　胚胎的早期培養(yǎng)　　　　　　　胚胎移植,二、試管動物技術(shù),,試管動物,供體公牛精子,供體

6、母牛的卵子,,精子體外獲能,,卵子的體外培養(yǎng),體外受精,,體外胚胎培養(yǎng),,胚胎移植,受體母牛子宮,,產(chǎn)仔,三、體外受精,1、卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng),（1）用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能精子在體外受精；,三、體外受精,1、卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng),（2）對大家畜或大型動物：從已經(jīng)屠宰的卵巢中采集卵母細(xì)胞； （3）借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞；,,卵母細(xì)

7、胞的成熟培養(yǎng)：CO2培養(yǎng)箱,卵母細(xì)胞的成熟培養(yǎng)：CO2培養(yǎng)箱,1.卵細(xì)胞的獲取,獲取部位：卵巢，輸卵管或子宮,超數(shù)排卵：人為注射外源促性腺激素（蛋白質(zhì)），促進(jìn)卵巢排出比正常情況下更多的卵,獲取方法：手術(shù)采卵：沖洗輸卵管（中小型農(nóng)畜及實驗動物）非手術(shù)采卵：子宮沖卵（牛等大型牲畜）,2、精子的獲取,采精：人工采集（假陰道法,手握法和電刺激等）,保存：加入稀釋液，低溫保存,精子的種類：睪丸精子，附睪精子，射出精子，雌性生殖道內(nèi)的精子,常用

8、：射出精子和附睪精子,3.卵子的成熟，精子的獲能,（1）卵子的成熟：由于從輸卵管及卵巢中取出的卵子還未成熟，必須體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能進(jìn)行受精作用,（2）精子的獲能方法：培養(yǎng)法：人工配制的獲能液中培養(yǎng)（嚙齒動物、家兔和豬等）化學(xué)法：一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，化學(xué)藥物誘導(dǎo)（牛、羊等）,獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下在獲能溶液或?qū)Ｓ檬芫芤褐型瓿墒芫^程。,4.體外受精,四、胚胎的體外培養(yǎng)（胚胎工程

9、的核心技術(shù)）,1、概念： 應(yīng)用人工創(chuàng)造的環(huán)境，對獲取的早期胚胎進(jìn)行體外培養(yǎng)。 2、培養(yǎng)起點： 早期胚胎，而不是受精卵。 3、目的：檢查受精狀況和受精卵發(fā)育能力,4、培養(yǎng)液： 培養(yǎng)不同發(fā)育時期的胚胎時，培養(yǎng)液的成分不同。,5、移植：不同生物有不同的適宜階段,,,4、早期胚胎培養(yǎng)液成分 :,水、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清等.（兩鹽兩素兩酸及血清）,胚胎培

10、養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。,不同動物胚胎移植時間不同牛、羊：桑椹胚或囊胚階段小鼠、家兔：卵裂期或囊胚階段試管嬰兒：8個或16個細(xì)胞階段,思考探究,1、分析超數(shù)排卵技術(shù)關(guān)鍵是什么？ （1）時間要求：一般要求在卵細(xì)胞具有旺盛受精能力之前沖取。（2）激素使用要求：使用促性腺激素，因為促性腺激素是蛋白質(zhì)，所以只能注射而不能口服。2、思考從卵巢中采集的卵細(xì)胞為什么不能與精子直接受精？

11、 卵巢中卵細(xì)胞不成熟，需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期時才具有受精能力。3、根據(jù)試管動物操作過程，試管動物技術(shù)是克隆 嗎？ 不是。試管動物技術(shù)需要經(jīng)過受精過程，屬于有性生殖。而克隆技術(shù)是無性生殖。,有性生殖 無性生殖,核移植技術(shù)、胚胎移植,遵循 不遵循,體外受精胚胎移植,比較試管動物和克隆動物,來自2個個體 主要來自核供體,二 胚胎移植技術(shù),胚胎移植（

12、embryo transfer,ET）指從經(jīng)濟(jì)價值較高、遺傳性狀優(yōu)良的母畜體內(nèi)獲取經(jīng)激素處理超數(shù)排卵受精發(fā)育的胚胎，移植到同期發(fā)情的代孕母的子宮內(nèi)，經(jīng)過妊娠、產(chǎn)仔的技術(shù)。提供胚胎的個體稱為------供體（donor）接受胚胎的個體稱為------受體（recipient）,本質(zhì) 生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程；,胚胎移植,（一）胚胎移植前的準(zhǔn)備,1、胚胎的采集 1）采用超數(shù)排卵技術(shù)，以增加可用卵

13、的數(shù)量 2）利用體外授精技術(shù)培育胚胎。 3）采集方法：手術(shù)法和非手術(shù)法。 4）檢出的胚胎必須在顯微鏡下觀察，檢查后完整的胚胎可移植到受體的子宮保存，整個過程迅速準(zhǔn)確，并保持無菌操作。,2、供體、受體動物的準(zhǔn)備,(1)選擇供體：遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個體；受體：生產(chǎn)性能低，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(guān)激素。,供體的主要職能： 只產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的

14、胚胎；受體的職能： 繁重而漫長的妊娠和育仔的任務(wù)；,（2）配種或人工授精,精子來源： 同種優(yōu)良的雄性動物。,（3）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(nèi)的胚胎沖洗出來。為什么在第7天進(jìn)行沖卵？,卵細(xì)胞在輸卵管里完成受精和第1—3次卵裂大概需7天，然后下降到子宮內(nèi)發(fā)育。,3、胚胎的保存,胚胎為什么要保存？胚胎保存的條件是什么？,短期：0℃~5℃下的培養(yǎng)液中暫時保存；長期保存：冷凍在液

15、氮 -196℃中,液氮灌,（二）胚胎移植的實施,方法一：手術(shù)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(shù)法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。,對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查,受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛,選擇,供體母牛,受體母牛,,,……同期發(fā)情處理(性激素類）……,,超數(shù)排卵,,供體公牛,,配種或人工受精,,沖卵（胚）,,質(zhì)量檢查、培養(yǎng),,胚胎移植,,,妊娠檢查,,分娩（胚

16、胎移植的犢牛）,促性激素,早期胚胎處于游離,（桑椹胚或囊胚）,總結(jié)：,【歸納總結(jié)】,①該過程中兩次使用激素：第一次對受、供體進(jìn)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(jìn)行檢查；第二次對受體母牛是否妊娠進(jìn)行檢查。③產(chǎn)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，性別、性狀與受體牛沒有關(guān)系。④沖卵的含義是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子。,生理學(xué)基礎(chǔ),1、哺乳動

17、物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)同種動物的供體和受體生殖器官的生理變化是相同的。,胚胎移植,為供體胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境,生理學(xué)基礎(chǔ),2、哺乳動物的胚胎形成后處于游離狀態(tài)，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系。,胚胎移植,為胚胎的收集提供了可能,生理學(xué)基礎(chǔ),3、受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。,胚胎移植,為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能,生理學(xué)基礎(chǔ),4、供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，

18、但移入受體的供體胚胎，其遺傳特性在孕育過程中不受任何影響。,胚胎移植,1）充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛力，迅速擴(kuò)大優(yōu)良種群。2）是保存品種資源，建立優(yōu)良種質(zhì)資源基因庫。3）代替優(yōu)良種畜的引進(jìn)。,（三）、胚胎移植技術(shù)的應(yīng)用,廣州8胞胎,廣州8胞胎,三、胚胎分割 閱讀課本，思考以下問題：P37（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(chǔ)（4）胚胎分割操作過程,采用顯微技術(shù)（機(jī)械方法）將早期胚胎切割成2

19、等份，4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。,1.概念,切割同卵雙駒,優(yōu)勢:可成倍增加胚胎數(shù)量，可以快速繁殖良種畜。,切割同卵雙犢和三卵六羔羊,2.特點： 后代具有相同的遺傳物質(zhì)，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(chǔ)：動物胚胎細(xì)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.使用的主要儀器及工具： 實體（體視）顯微

20、鏡、 顯微操作儀、 胚胎固定管、 分割刀、 分割針。,6、胚胎的預(yù)處理 切割前用一般用鏈霉蛋白酶進(jìn)行短時間處理，使透明帶軟化并變薄或去除透明帶。,7、胚胎分割的操作過程,胚胎移入培養(yǎng)液→分割胚胎（機(jī)械法、酶處理）→移植胚胎給受體→著床產(chǎn)仔,7、胚胎的分割 （機(jī)械法) 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(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。,8

21、.操作注意事項： ①對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，要將內(nèi)細(xì)胞 團(tuán)均等分割。 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。,,,,,,,,,,,,胚胎分割基本過程,代孕母牛,,,分割后要放入空透明帶中，或者是用瓊脂 包埋移入中間受體的輸卵管內(nèi)，或直接在體外培養(yǎng)到桑棋胚或囊胚階段。 10、分割胚胎移植 無菌操作，將發(fā)育良好的胚胎移植到受體內(nèi)后，受體受孕產(chǎn)仔。,11、 胚胎分割技術(shù)的應(yīng)

22、用: （1）擴(kuò)大優(yōu)良家畜的數(shù)量。 （2）培育遺傳特性相同的動物。 （3）用于胚胎的性別鑒別。,9、分割胚的培養(yǎng),思考探究,1、思考胚胎分割有什么意義？處理時期是什么？理由是什么？（1）胚胎分割的意義是提高胚胎利用率。（2）處理的時期是桑椹 胚胎期或囊胚胎期，因為此時細(xì)胞具有一定的全能性。2、早期胚胎能不能無限分割？ 不能。實踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚胎的可能性有限，目前以二分胚胎

23、的分割和移植效率最高。3、胚胎分割移植后產(chǎn)生的子代的遺傳特性是否相 同？為什么？ 相同，因為各胚胎細(xì)胞的遺傳物質(zhì)相同,浙江在線·科技新聞網(wǎng)2012年7月5日訊　　“胚胎干細(xì)胞移植治療糖尿病動物實驗成功?！弊钚乱黄诘膰H期刊《糖尿病》，刊登了加拿大和美國科學(xué)家的一項研究成果。　　研究發(fā)現(xiàn)，患有糖尿病的實驗鼠在接受了胚胎干細(xì)胞移植后，成功地恢復(fù)了胰島素分泌功能。即使研究人員停止向它們注射胰島素，并且被喂食了大量

24、的糖，它們也依然能夠保持健康的血糖水平。,四、胚胎干細(xì)胞技術(shù),1、胚胎干細(xì)胞（1）概念： 胚胎干細(xì)胞是從動物胚胎發(fā)育至囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的原始性腺細(xì)胞中分離得到的一類細(xì)胞。（2）特點： 1）功能上： 是高度未分化的細(xì)胞，具有發(fā)育的全能性。能分化出成體動物的所有組織和器官，包括生殖細(xì)胞。 2）形態(tài)上： 體積小、泡狀、細(xì)胞核大。 （3）獲?。?/p>

25、 用酶消化或機(jī)械剝離內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。,2、飼養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)體系的建立,（1）組成：胚胎成纖維細(xì)胞（2）作用：促進(jìn)干細(xì)胞生長，抑制干細(xì)胞分化（分化抑制因子）,3.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng),4.胚胎干細(xì)胞核移植： 指把胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物的技術(shù)。,.鼠,5、胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用,.應(yīng)用前景,5、胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用（1）進(jìn)行基因敲除，獲得基因敲除動物。（2）可定向分化為

26、所需的特定細(xì)胞類型。（3）是培育克隆動物的核供體。,1、胚胎干細(xì)胞來源于胚胎發(fā)育階段的哪個時期，何種細(xì)胞？ 囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞。2、怎樣處理才能抑制胚胎干細(xì)胞分化？ 不斷更換培養(yǎng)液或冷凍。,,思考探究,1.下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是A.受孕母畜體內(nèi)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(shù)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(jìn)行

27、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?？梢允峭晃锓N的一般健康牛,練習(xí):,,,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(jìn)行物質(zhì)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(yīng)相同，否則會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)C.受體與胚胎血液混融在一起