人教版高中生物选修3专题3第3节胚胎工程的应用和前景(共73张)课件.ppt

1、胚胎工程技术：胚胎工程技术：胚胎移植胚胎移植 体外受精体外受精 胚胎分割胚胎分割 胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养目前应用较多的是：目前应用较多的是：胚胎移植、胚胎分割、胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术。体外生产胚胎技术。精子采集精子采集精子获能精子获能卵子采集卵子采集卵子体外培养卵子体外培养体外受精体外受精早期体外受精胚胎早期体外受精胚胎同种牛子宫同种牛子宫试管牛试管牛克隆牛克隆牛高产奶牛高产奶牛（供体）（供体）卵巢卵巢卵母细胞卵母细胞M期卵期卵母细胞母细胞体细胞如体细胞如耳细胞耳细胞去核卵母细胞去核卵母细胞重组细胞重组细胞早期重组胚胎早期重组胚胎同种牛子宫同种牛子宫胚胎移植胚胎移植 将雌性

2、动物的早期胚胎，或者通过体外受将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。继续发育为新个体的技术。简言之，是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。1.1.胚胎移植的概念胚胎移植的概念简言之，是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。胚胎的来源：胚胎的来源：雌性动物的早期胚胎或体外受精及雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。其他方式得到的胚胎。供体：供体：提供胚胎的个体。提供胚胎的个体。受体：受体：接受胚胎的个

3、体。接受胚胎的个体。受体的条件：受体的条件：同种、生理状态相同。同种、生理状态相同。体内受精、体外受精、核移植、转基因2.2.胚胎移植的现状和意义胚胎移植的现状和意义1)1)保持供体优良特性保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良加速育种工作和品种改良)2)2)节约成本节约成本费用费用(大量节省购买种畜的费用大量节省购买种畜的费用)；3)3)大规模繁殖大规模繁殖(一胎多产一胎多产)；4)4)保存品种资源和保存品种资源和保护保护濒危物种；濒危物种；5)5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力充分发挥雌性个体的繁殖潜力,缩短供体本身的缩短供体本身的繁殖周期繁殖周期。为什么胚胎移植能成功?移动到任何一头动物子

4、宫内都能发育吗移动到任何一头动物子宫内都能发育吗?同种动物发情排卵后同种动物发情排卵后,在一段时间内供体在一段时间内供体受体具受体具有相同的生理环境有相同的生理环境 为什么能收集到胚胎为什么能收集到胚胎?早期胚胎一定时间内处于游离状态早期胚胎一定时间内处于游离状态 供体和受体会不会发生排斥供体和受体会不会发生排斥/同种动物之间基本上不排斥同种动物之间基本上不排斥 为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特但遗传特性不受受体的影响性不受受体的影响生理学基础生理学基础3.3.胚胎移植的生理

5、学基础胚胎移植的生理学基础 P76P763.3.胚胎移植的生理学基础胚胎移植的生理学基础 1)1)胚胎环境胚胎环境：2)2)胚胎收集胚胎收集：3)3)胚胎存活胚胎存活：4)4)遗传特性遗传特性：发情排卵后，供体和受体有着相同的生理环境早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥胚胎与受体可建立正常的联系,但胚胎遗传物质相同可能无排斥无影响胚胎移植的实质胚胎移植的实质 胚胎移植实质上是胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换理环境条件下空间位置的转换，而，而胚胚胎本身的遗传物质并不发生改变，胎本身的遗传物质并不发生改变，因

6、因此各种性状均能此各种性状均能保持其原来的优良特保持其原来的优良特性。性。【例1】、以下说法不正确的是（）A胚胎移植概念中说的同“种”是指同一“物种”B加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，可以移植成功C同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功D不管是否妊娠，同种动物在任何时候生殖器官的生理变化都是一样的思考与讨论思考与讨论:P76:P76 1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所、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

7、体内一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同后相似吗？的位置相同后相似吗？答案：应答案：应对供体和受体母畜进行同期发情处理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使它们的生理条件达到同步后一致，这样才能使，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，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。同时还要做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相

8、同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在巢必须有黄体存在。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？4、胚胎移植的基本程序、胚胎移植的基本程序 阅读课本，思考胚胎移植的基本阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？程序包括哪几个步骤？P76（1）供体、受体的选择和处理）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工授精）配种或进行人工授精（3）胚胎的收集、检查

9、、培养或保存）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植）胚胎移植（5）移植后的检查）移植后的检查（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法：具体做法：注射孕激素。注射孕激素。（2）采集卵母细胞）采集卵母细胞方法：方法：超数排卵超数排卵具体做法：具体做法：注射促性腺激素注射促性腺激素（3）配种或人工授精）配种或人工授精精子来源：精子来源：同种优良的同种优良的雄性动物。雄性动物。（4）胚胎的收集）胚胎的收集 在配种或输精后第

10、在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。的胚胎冲洗出来。为什么在第为什么在第7天天进行冲卵？进行冲卵？桑葚胚或者囊胚期桑葚胚或者囊胚期（5）对胚胎进行质量检查）对胚胎进行质量检查 你知道检查的你知道检查的目的吗？目的吗？此时胚胎处于此时胚胎处于什么时期？什么时期？（6）胚胎的保存或移植）胚胎的保存或移植（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

11、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。部位，注入胚胎。（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）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）总结：总结：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（1 1）胚胎移植一般应在）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受同种的雌性供体和受体体之间进行。之间进行

12、。（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状态生理状态要相同要相同。胚胎移植或保存怎样选择供、受体?用什么处理？为什么？怎么处理?目的是什么？怎么收集?解释冲“卵”。此时胚胎发育到什么阶段？分娩出良种小牛分为哪两种方法？3、胚胎移植的基本程序配种或人工授精胚胎收集（冲卵）胚胎检查胚胎移植妊娠检查供受体的选择和同期发情处理用激素进行同期发情处理注射促性腺激素，使其超数排卵桑椹胚或囊胚处理供体母牛【归纳总结】【归纳总结】（1）该过程中两次使用激素：（2）该过程中的两次检查：（3）胚胎移植成功与否要有两个条件 A、第一次对受、供体进行同期发情处理；B、第二次用于供体的超数

13、排卵。A、第一次对收集的胚胎进行检查；B、第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。A、胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。B、进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。模式之一模式之一波尔羊波尔羊&奶山羊奶山羊供体和受体的选择模式之二杜泊羊&地方绵羊羊（供体和受体）同期发情供体超排处理：注射促性腺激素供体配种冲卵胚胎检查胚胎检查胚胎检查胚胎移植或保存胚胎移植受体产下犊子【例1】（2003年上海高考题）“试管婴儿”技术属于()A胚胎移植 B组织培养C克隆技术 D基因工程【例2】“冲卵”是指（）A.把受精卵从子宫冲洗出来 B.把卵细胞从子宫冲洗出来C.把卵细胞冲散，便于收集 D.把胚胎从子宫冲

14、洗出来【例3】下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是（）A.对供受体要进行选择 B.要用激素对供体进行超数排卵C.供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫 排斥反应 D.胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法【例4】(深圳3月)牛胚胎移植的基本程序如图所示，请据图回答：(1)图中图中a、b、c过程分别是指过程分别是指_、_、_。超数排卵 冲卵 胚胎移植【脑筋急转弯】【脑筋急转弯】一对双胞胎，相差一对双胞胎，相差1616岁。这是怎么回事岁。这是怎么回事?二、胚胎分割二、胚胎分割 阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：（1）胚胎分割的概念）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特点）胚胎分割特点（3）

15、胚胎分割的理论基础）胚胎分割的理论基础（4）胚胎分割操作过程）胚胎分割操作过程1.1.概念概念:采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成胎分割成2 2分胚分胚,4,4分胚或分胚或8 8分胚分胚,经体内或体外经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。胎的技术。2.特点：特点：后代具有相同的遗传物质，后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看做动物因此胚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 动物胚胎细胞的动物胚胎细胞的全能性。全能性。所以胚胎分

16、割的时期为：所以胚胎分割的时期为：囊胚或桑椹胚囊胚或桑椹胚。为什么选择这样的胚为什么选择这样的胚胎发育时期？胎发育时期？4、选择的胚胎：、选择的胚胎：发育良好的发育良好的,形态正常的形态正常的桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚。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、具体操作、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中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。接将裸半胚移植给受体。.切几份切几份,之间关系之间关系,有什么方法有什么方法,目前主要

17、是目前主要是2份份,原因原因 概念概念.切什么时期切什么时期.半裸胚直接移植半裸胚直接移植,均等均等,为什么只能为什么只能2份份.还存在什么问题还存在什么问题（二）早期胚胎的性别鉴定（二）早期胚胎的性别鉴定1 1、核型分析法：细胞遗传学方法又称为核型、核型分析法：细胞遗传学方法又称为核型分析法。常采用切割胚，一半用于鉴定性别，分析法。常采用切割胚，一半用于鉴定性别，一半用于冷冻或移植。其基本原理是取一部一半用于冷冻或移植。其基本原理是取一部分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，检查性染色体，根据人色体中期的谱带差异、检查性染色体，根据人色体中期的谱带差异、

18、Y Y染色体的大小及形态判断性别，准确率达染色体的大小及形态判断性别，准确率达100%100%。但过程复杂，且要求操作人员有丰富。但过程复杂，且要求操作人员有丰富的经验。的经验。胚胚胎胎性性别别鉴鉴定定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，要将内细胞团对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。均等分割。原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育原因：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为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将

19、内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发胞团均等分割，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。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。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；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，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

20、胚胎内细胞团细胞所受的影响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。成功率自然会降低。8、胚胎分割技术的缺陷、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）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；存在差异；（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。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、性别控制技术提供活胚材为转基因技

21、术、性别控制技术提供活胚材料。料。提醒提醒 试管婴儿试管婴儿(动物动物)技术为技术为有性生殖，有性生殖，胚胎分割移植为胚胎分割移植为无性生殖无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是取决于胚胎是由受精卵形成的还是核移植技术形成重组细胞发育而成的。核移植技术形成重组细胞发育而成的。归纳小结归纳小结 胚胎不能无限分割，那么有没有别的办法实现优良个体的多胎繁殖呢？三三.胚胎干细胞胚胎干细胞阅读课本，思考以下问题：阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？）什么是胚胎干细胞？简称是什么？简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源。）胚胎干细胞的来

22、源。（3）胚胎干细胞的特性。）胚胎干细胞的特性。（4）胚胎干细胞的应用。）胚胎干细胞的应用。.加图，归纳加图，归纳.特点特点胚胎干细胞胚胎干细胞:内细胞团细胞内细胞团细胞原始性腺细胞原始性腺细胞概念：由概念：由 或或_中分离中分离出来的一类细胞。简称出来的一类细胞。简称ESES或或EKEK细胞。细胞。早期胚胎早期胚胎原始性腺原始性腺分类 全能干细胞全能干细胞（胚胎干细胞）（胚胎干细胞）桑椹胚及以前（如受精卵）桑椹胚及以前（如受精卵）由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来由内细胞团细胞、原始性腺细胞分离出来 能发育成完整个体能发育成完整个体 多能干细胞多能干细胞(成体干细胞成体干细胞)能分化出动物

23、体内的多种组织（造血干细胞）能分化出动物体内的多种组织（造血干细胞）专能干细胞专能干细胞 如成肌细胞、皮肤生发层细胞等如成肌细胞、皮肤生发层细胞等 能分化出特定的（一种或两种）组织能分化出特定的（一种或两种）组织.分别指什么分别指什么,分化程度分化程度,潜能；核全能性；目前初始化潜能；核全能性；目前初始化.应用应用按照分化潜能大小来分类按照分化潜能大小来分类.分类分类干细胞可以通过以下四个途径获得：干细胞可以通过以下四个途径获得：(1)(1)从体外培养的胚胎获得；从体外培养的胚胎获得；(2)(2)从早期流产的胎儿中获得；从早期流产的胎儿中获得；(3)(3)从克隆的胚胎中获得；从克隆的胚胎中获得

24、；(4)(4)从成体中获得。从成体中获得。胚胎干细胞培养形态、功能形态、功能 形态：形态：体积小、细胞核大、体积小、细胞核大、核仁明显核仁明显 功能：功能：具有发育的全能性，具有发育的全能性，可以分化成任何一种可以分化成任何一种组织。组织。体外培养，只增殖不体外培养，只增殖不分化。可冷冻保存；分化。可冷冻保存；可进行遗传改造可进行遗传改造.为什么要移植，练习册为什么要移植，练习册P56 11.全能细胞全能细胞胚胎干细胞胚胎干细胞 3.3.主要用途主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？有什么具体用途？（1 1）治疗人类的某些顽症。）治疗人类的某

25、些顽症。人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已等，已成为医学上尚未攻克的顽症。成为医学上尚未攻克的顽症。利用利用ESES细胞可以诱导细胞可以诱导分化形成新的组织分化形成新的组织 细胞的特性，移植细胞的特性，移植ESES细胞可使细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，目前，在动物实验方面，用在动物实验方面，用ESES细胞诱导分化出的某些组织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、心衰竭和成骨细胞已

26、成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。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 随着组织工程技术的发展，通过随着组织工程技术的发展，通过ESES细胞体细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，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不足和器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。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想细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。材料。ESES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中

27、，能够维持不分化的状态。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细胞向不同类型的组织细细胞向不同类型的组织细胞分化。胞分化。.鼠鼠应用应用.应用前景应用前景胚胎干细胞的应用前景胚胎干细胞的应用前景.优点优点1 1）移植）移植ESES细胞修复坏死或细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝退化部位，治愈糖尿病、肝(心心)衰竭、衰竭、_等病症等病症2 2）ESES细胞体外诱导分化，细胞体外诱导分化，可培育可培育_3)ES3)ES细胞在牛黄酸、丁酰环细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞向不同类型组织细胞_成骨不良成骨不良人造组织

28、器官人造组织器官分化分化 干细胞应用前景非常广阔，比如可用于干细胞应用前景非常广阔，比如可用于细胞治疗细胞治疗、基基因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研究因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研究等。等。其中最吸引人的应用，是其中最吸引人的应用，是将干细胞分化成某一特定将干细胞分化成某一特定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的组织，甚至器官的组织，甚至器官。比如，将干细胞在体外分化为胰岛。比如，将干细胞在体外分化为胰岛素细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰素细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖注岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖注射胰岛素维持生命的病人得到根治。人们预言，干细胞射胰岛素维持生命的病人得到根治。人们预言，干细胞有可能用于治疗人类几乎所有的组织坏死性或退化性疾有可能用于治疗人类几乎所有的组织坏死性或退化性疾病，它将是人类医疗史上的一次革命。病，它将是人类医疗史上的一次革命。衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征比较衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征比较