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1、生物：3.3胚胎工程的应用及前景课件(新人教版选修30 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一一.胚胎移植胚胎移植供体：供体：提供提供胚胎的个体胚胎的个体。受体：受体：接受接受胚胎的个体。胚胎的个体。（一）概念（一）概念:将雌性动物的早期胚胎将雌性动物的早期胚胎,或者通过或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎体外受精及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,使使之继续发育为新个体的技
2、术。之继续发育为新个体的技术。胚胎移植胚胎移植实际上是实际上是生产胚胎的生产胚胎的供体和供体和孕育孕育胚胎的胚胎的受体共同繁殖后代的过程受体共同繁殖后代的过程，是胚胎，是胚胎工程的工程的最后一道最后一道“工序工序”。2.2.胚胎移植成功与否的条件有哪些胚胎移植成功与否的条件有哪些?（1 1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和）胚胎移植一般应在同种的雌性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生理状）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。态要相同。1.1.胚胎移植成功的标志是什么胚胎移植成功的标志是什么?移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩移植的胚胎在受体内能正常发
3、育并分娩（二）胚胎移植的现状和意义（二）胚胎移植的现状和意义现状：现状：v1.牛的胚胎移植中，技术方法更为简便、牛的胚胎移植中，技术方法更为简便、实用。实用。v2.羊的胚胎移植效率比奶牛还要高。我国羊的胚胎移植效率比奶牛还要高。我国家兔、绵羊、牛、马和山羊的胚胎移植相继家兔、绵羊、牛、马和山羊的胚胎移植相继获得成功。获得成功。v3.牛、羊的胚胎移植在我国部分地区已进牛、羊的胚胎移植在我国部分地区已进入生产应用阶段。入生产应用阶段。意义：意义：进行胚胎移植的优势是进行胚胎移植的优势是可充分发挥雌性优可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。良个体的繁殖潜力。缩短繁殖周期缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数
4、量增加一生繁殖的后代数量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 一头供体良种母牛平均每次处理收集到的一头供体良种母牛平均每次处理收集到的胚胎移植后可产下胚胎移植后可产下3 34 4头良种犊牛，而每年头良种犊牛，而每年对良种供体母牛可进行对良种供体母牛可进行4 45 5次处理，这样，次处理，这样，一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可一头良种供体母牛一年可生下的良种犊牛可达十几或数十头。与自然状态下所生的后代达十几或数十头。与自然状态下所生的后代比进行胚胎
5、移植的优势是：比进行胚胎移植的优势是：大大缩短了供大大缩短了供体本身的繁殖周期；体本身的繁殖周期；增加供体一生繁殖的增加供体一生繁殖的后代数量。后代数量。1.1.你如何理解你如何理解“胚胎移植可充分发挥雌胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力性优良个体的繁殖潜力”这句话这句话?对家畜来说，通过胚胎移植，可大幅度对家畜来说，通过胚胎移植，可大幅度增加优良个体母畜和公畜后代的数量，增加优良个体母畜和公畜后代的数量，使良种种畜群迅速扩大，从而加速了育使良种种畜群迅速扩大，从而加速了育种工作和品种改良。种工作和品种改良。2.2.为什么胚胎工程能加速育种工作和品种为什么胚胎工程能加速育种工作和品种改良
6、改良?胚胎冷冻技术的成功，在世界范围内，胚胎冷冻技术的成功，在世界范围内，可做到胚胎移植不受时空的限制，在国可做到胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换，完全代替了活畜引际和国内进行交换，完全代替了活畜引种，从而大量节省购买种畜的费用。种，从而大量节省购买种畜的费用。3.3.为什么胚胎移植能大量节省购买种畜的为什么胚胎移植能大量节省购买种畜的费用费用?（三）胚胎移植的生理学基础（三）胚胎移植的生理学基础胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关。胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关。1)1)供体和受体相同的生理环境供体和受体相同的生理环境2)2)早期胚胎处于游离状态早期胚胎处于
7、游离状态,为胚胎的收集提供了可能为胚胎的收集提供了可能3)3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥4)4)胚胎与受体建立正常的联系胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变但遗传物质没有改变讨论讨论1.1.应对供体和受体母畜进行同期发情处理应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移生理条件达到同步或一致，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，功与否的关键。因此，必须做到必须做到供、受体母畜的发情供
8、、受体母畜的发情时间一致时间一致。同时。同时还要做到还要做到移入受体子宫胚胎的位置应移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的该与其在供体内的位置相同或相似位置相同或相似，移入胚胎一侧的，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。2.2.胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以我们可以把胚胎移植简单并继续发育。所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在
9、相同生理环境条件下空间概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概括是位置的转移。这样的概括是正确正确的。的。因为供体胚胎的遗传性状是由雌雄供体精卵因为供体胚胎的遗传性状是由雌雄供体精卵细胞内获得的遗传基因决定的。细胞内获得的遗传基因决定的。为什么供体的胚胎移植到受体后，在孕育为什么供体的胚胎移植到受体后，在孕育过程中其遗传性状不会受受体的影响？过程中其遗传性状不会受受体的影响？（四）胚胎移植的基本程序（四）胚胎移植的基本程序对供、受体的选择和处理对供、受体的选择和处理配种或进行人工授精配种或进行人工授精对胚胎的收集、检查、培养或保存对胚胎的收集、检查、培养或保存对胚胎进行移植对
10、胚胎进行移植移植后的检查移植后的检查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）胚胚胎胎移移植植的的基基本本程程序序二、胚胎分割二、胚胎分割优势：优势：概念：概念：特点：特点：后代具有相同的遗传物质，克隆后代具有相同的遗传物质，克隆 可成倍增加胚胎数量，可成倍增加胚胎数量，可以快速繁殖良种畜。可以快速繁殖良种畜。选择的胚胎：选择的胚胎：发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚发育良好的，形态正常的桑椹胚或囊胚使用的主要仪器：使用的
11、主要仪器：胚胎分割的基本过程胚胎分割的基本过程胚胎移入培养液胚胎移入培养液分割胚胎（机械法、酶处理）分割胚胎（机械法、酶处理）移植胚胎给受体移植胚胎给受体着床产仔着床产仔受精卵受精卵受精卵受精卵分裂分裂分裂分裂 早期胚胎早期胚胎胚胎分割基本过程胚胎分割基本过程代孕母牛代孕母牛植入植入植入植入分割分割胚胎分割的基本操作胚胎分割的基本操作选择良好的桑椹胚选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿或囊胚移入培养皿中，用分割针或分中，用分割针或分割刀片将其切开，割刀片将其切开，吸出其中的半个胚吸出其中的半个胚胎注入透明带中或胎注入透明带中或直接移植给受体。直接移植给受体。旁栏思考题：旁栏思考题：内细胞团一般到囊
12、胚阶段才出现，它是发育为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，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。只为胚胎和胎儿发育提供营养。若若分割时分割时不能不能将内细胞团将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的均等分割，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，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。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早期
13、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，移植成功率自然会复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。降低。三三.胚胎干细胞胚胎干细胞2.2.特点特点:1)1)形态形态:体积小体积小.细胞核大细胞核大,核仁
14、明显核仁明显2)2)功能功能:具有发育的具有发育的全能性全能性.可分化为成年动物体内任可分化为成年动物体内任何一种组织细胞何一种组织细胞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发生分增殖而不发生分化化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。1.1.概念概念:简称简称ESES或或EKEK细胞细胞,是由是由早期胚胎或原始性腺早期胚胎或原始性腺中中分离出来的一类细胞分离出来的一类细胞.3.3.意义意义ESES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重要成就之一。的重要成就之一。4.4.主
15、要用途主要用途(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(4)(4)可用于对哺乳动物个体发生和法语规律可用于对哺乳动物个体发生和法语规律的研究。的研究。思考与探究思考与探究1.1.（1 1）对供、受体母畜进行选择，并对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理；进行同期发情处理；配种或人工授精；配种或人工授精；收集胚胎；收集胚胎；胚胎移植；胚胎移植；对受体母畜进行是否妊娠的检查。对受体母畜进行是否妊娠的检查。（2 2）供体公、母牛应该是）供体公、母
16、牛应该是具有具有人类所需的人类所需的优优良遗传性状的个体良遗传性状的个体，而，而受体母牛必须具有正受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力常的孕育、生殖后代的能力；需要用促性腺；需要用促性腺激素处理供体母牛是激素处理供体母牛是为了引起超数排卵为了引起超数排卵，这，这样就可以获得较多的胚胎；在促性腺激素处样就可以获得较多的胚胎；在促性腺激素处理供体母牛前，理供体母牛前，需要需要对供体和受体母牛进行对供体和受体母牛进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。同或相似
17、的生存条件。3.3.第第步步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而体内的受精卵冲出来，而不是不是把卵子冲出来。把卵子冲出来。4.4.胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。多十几倍到几十倍的后代。可在短期大幅度增加可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种
18、畜群，加速育种和品种改良工作畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。进出口。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。可通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。练习练习Av1.1.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（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的受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态状态C
19、.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试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行中进行Bv2.2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（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Cv3.3.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过
20、程的重要原因是（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.细胞增殖细胞增殖在胚胎移植中供体的主要职能（在胚胎移植中供体的主要职能（）A.A.提供优良的供体基因提供优良的供体基因 B.B.提供优良遗传特性的胚胎提供优良遗传特性的胚胎 C.C.提供卵细胞提供卵细胞 D.D.提供精子提供精子B B（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些（多选）胚胎移植的受体必须符合以下哪些条件（条件（）A.同种生物同种生物 B.生理状态相同生理状态相同 C.雄性动物雄性动物 D.雌性动物雌性动物ABD“试管婴儿试管婴儿”技术属于技术属于()A.胚胎移植胚胎移植 B.组织培养组织培养 C.克隆技术克隆技术 D.基因工程基因工程A(多选多选)胚胎移植技术目前主要应用与胚胎移植技术目前主要应用与()A.解决某些不孕症者的生育问题解决某些不孕症者的生育问题 B.治疗某些遗传病治疗某些遗传病 C.提高良种家畜的繁殖力提高良种家畜的繁殖力 D.提高动物的抗病力提高动物的抗病力AC