胚胎工程的应用

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名称 胚胎工程的应用
格式 rar
文件大小 6.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2011-07-21 08:57:58

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文档简介

(共81张PPT)
2003年10月8日中国首例体细胞克隆牛的胚胎移植后代“蓓蓓 ”降生
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?
胚胎工程技术:
胚胎移植
体外受精
胚胎分割
胚胎干细胞培养
目前应用较多的是:
胚胎移植、胚胎分割、
体外生产胚胎技术。
1.胚胎移植 —— P74
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,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。
胚胎的来源:
雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。
供体: 提供胚胎的个体。
受体: 接受胚胎的个体。
受体的条件:同种、生理状态相同。
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。在 胚胎工程中通过任何一项技术,如转基因、核移植,或体外受精等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。因此,胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
2.胚胎移植的现状和意义
1)保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良)
2)节约成本\费用(大量节省购买种畜的费用);
3)大规模繁殖(一胎多产);
4) 保存品种资源和保护濒危物种;
5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。
为什么胚胎移植能成功
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,在一段时间内供体\受体具有相同的生理环境
为什么能收集到胚胎
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/
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的特性
胚胎虽然与受体有生理和组织上的联系,但遗传特性不受受体的影响
.
生理学基础
3.胚胎移植的生理学基础 P76
胚胎移植的实质
胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变,因此各种性状均能保持其原来的优良特性。
4、胚胎移植的基本程序
阅读课本,思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤? P76
(1)供体、受体的选择和处理
(2)配种或进行人工授精
(3)胚胎的收集、检查、培养或保存
(4)胚胎移植
(5)移植后的检查
(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)采集卵母细胞
方法:
超数排卵
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。
人工授精技术运用于珍稀、濒危动物的保护
(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。
为什么在第7天进行冲卵?
(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?
(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:
【归纳总结】
①该过程中两次使用激素,
第一次对受、供体进行同期发情处理;
第二次用于供体的超数排卵。
②该过程中的两次检查:
第一次对收集的胚胎进行检查;
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
③产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛,
性别取决于公牛提供何种类型的精子,二者与受体牛没有关系。
④冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎,而非冲出卵子。
胚胎移植成功与否要有两个条件
(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
(2)进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
遗传性能优秀
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
D
3.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( )
A.受体是为供体胚胎提供发育的条件
B.受体与胚胎血型应相同,否则会
发生免疫排斥反应
C.受体与胚胎血液混融在一起
D.胚胎心肺功能一直都能正常运行
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:
采用机械方法将早期胚胎分割成2等分,4等分或8等分等,经体内或体外培养后植入受体,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
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。
.切几份, 之间关系, 有什么方法, 目前主要是2份, 原因 概念
.切什么时期
胚胎分割的应用前景
生产同卵双生后代;
进行胚胎的性别鉴定;
.
.性别鉴定2
早期胚胎的性别鉴定
1、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,一半用于冷冻或移植。其基本原理是取一部分细胞,固定染色,检查性染色体,根据人染色体中期的谱带差异、Y染色体的大小及形态判断性别,准确率达100%。但过程复杂,且要求操作人员有丰富的经验。






2、SRY—PCR鉴定法:
从早期胚胎中取出一个或几个卵裂球,
用特异性引物扩增SRY基因,能够产生出扩增DNA片段的胚胎即为雄性,反之为雌性。
再把确定性别的胚胎移植到子宫。
7、操作注意事项:
①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。
②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。
三.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。
干细胞
干细胞是一种具有多项分化潜能和自我复制、更新能力的原始未分化细胞,是形成各种组织器官的原始细胞。
多能、专能.
全能细胞
根据来源和个体发育过程中先后次序不同,
干细胞可分为:
胚胎干细胞和
成体干细胞/组织干细胞
分类
全能干细胞(胚胎干细胞)
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
能发育成完整个体
多能干细胞(成体干细胞)
能分化出动物体内的多种组织(造血干细胞)
专能干细胞
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
.分别指什么, 分化程度, 潜能;核全能性;目前初始化
.应用
按照分化潜能大小来分类
.
.分类
干细胞可以通过以下四个途径获得:
(1)从体外培养的胚胎获得;
(2)从早期流产的胎儿中获得;
(3)从克隆的胚胎中获得;
(4)从成体中获得。
胚胎干细胞:
.加图,归纳
.特点
胚胎干细胞:
内细胞团细胞
原始性腺细胞
概念:由 或_______中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。
早期胚胎
原始性腺
形态、功能
形态:
体积小、细胞核大、核仁明显
功能:
具有发育的全能性,可以分化成任何一种组织。
体外培养,只增殖不分化。可冷冻保存;可进行遗传改造
.为什么要移植,练习册P56 11
.全能细胞
胚胎干细胞
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。
(2)培育出人造组织器官,用于器官移植
(3)ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。
衰老细胞、癌细胞和胚胎干细胞的特征比较
1.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( )
A.受体是为供体胚胎提供发育的条件
B.受体与胚胎血型应相同,否则会发生免疫排斥反应
C.受体与胚胎血液混融在一起
D.胚胎心肺功能都能正常运行
A
练 习
2.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭,实现此过程的重要原因是( )
A.细胞分裂
B.细胞特化
C.细胞分化
D.细胞增殖
C
3、(多选)克隆动物的方法有( )
A. 细胞核移植 B. 胚胎分割 C. 体外受精 D. 转基因技术
4、(多选)胚胎分割所需要的主要仪器设备为( )
A.显微操作仪 B.电子显微镜 C.电子切割仪 D. 实体显微镜
5、(多选)下列各项中,属于胚胎干细胞技术的应用的有( )
A.为新药的研究和开发提供材料
B.为细胞和组织移植提供无免疫原性的材料
C.有目的地促进某种生物的进化
D.改良并创造动物新品种
AB
AD
ABD
6、(多选)下列关于干细胞的说法正确的是( )
A.专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞
B.多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力
C.全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型,并进一步形成机体的所有组织、器官
D.胚胎干细胞是全能干细胞
ABCD
7、(多选)下列各项成就中,对胚胎干细胞应用临床治疗具有重大意义的是( )
A. 2003年日本科学家用猴胚胎干细胞治疗猴帕金森氏综合征获得成功
B. 2001年美国科学家成功诱导猴的胚胎干细胞在体外形成神经细胞、心肌细胞等
C. 2004年美国科学家将“早期”的人胚胎干细胞植人因脊椎受伤而无法行走的鼠体内,瘫痪的鼠又能重新行走
D. 2002年英国科学家对鼠胚胎干细胞的免疫缺陷基因进行修复后,再将其植人鼠体内,结果修复了鼠的免疫系统缺陷
ABCD
(江苏卷)8.老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β一淀粉样蛋白体,它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降.某些基因的突变会导致β一淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是
A.胚胎移植技术 B.胚胎干细胞技术
C.单克隆抗体技术 D.基因治疗技术
(1)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是_____;从良种公牛采集的精子需_____后才能进行受精作用。
(山东理综)9. 【生物-现代生物科技专题】胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供____气体以维持____。
(3)图中过程A称为_____,它在胚胎工程中的意义在于_____。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,需将目的的基因导入牛受精卵,最常用的导入方法是____;获得转基因母牛后,如果_____即说明目的基因已经表达。
答案:(1)使卵母细胞成熟(或:使卵母细胞获得受精能力) 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH (3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率。
(4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或:牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
同期发情的处理方法: 现行的同期发情技术主要通过两种途径:一种是向待处理母牛群同时施用孕激素,抑制卵泡的发育和发情,经过一定时期同时停药,随之引起同期发情。另一种是利用前列腺素或其类似物. 使黄体溶解,中断黄体期,降低了孕激素水平,从而提前进入卵泡期,使发情提前到来. 这两种方法所用的激素性质不同,但都是使孕激素水平迅速下降,达到发情同期化的目的. 目前同期发情的方法主要是使用前列腺烯醇(PG)间隔11天两次肌肉注射的方法,效果较好。因为前列腺素处理法只有当母牛在周期第5—18天(有功能黄体时期)才能产生发情反应。对于周期第5天以前的黄体,前列腺素并无溶解作用。因此,用前列腺素处理后,总有少数牛无反应,为使一群母牛有最大程度的同期发情率,第一次处理后,经10—12天后,再对全群牛进行第二次处理,这时所有的母牛均处于周期第五至第十八天之内。因此,连续二次处理母牛同期发情率显著提高.