胚胎工程ppt共40页

专题3:胚胎工程
胚胎工程
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子 所进行的多种显微操作和处理技术，如胚 胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细 胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎， 还需要移植到雌性动物体内生产后代，以 满足人类的各种需求。
• 操作对象：早期胚胎和配子 • 技术手段：胚胎移植、体外受精、
胚胎分割、胚胎干细胞培养等 • 理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎
穿过放射冠：在卵子外围集聚有几十个精子，它 们首先穿放射冠。
穿过透明带：
几个精子同 时分解透明带， 但只有一个精子 能穿过透明带进 入卵子内，当第 一个精子进入后， 透明带的穿透性 就立即发生变化， 从而阻止其他精 子穿越透明带。
形成受精卵：
精子进入卵 子后,其细胞核 变大到和卵子细 胞核相似,精子 细胞核(雄原核) 和卵子细胞核(雌 原核)同时向细胞 中部靠拢,并相 互融合成一个细 胞核,这时称受 精卵。
提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制 的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性 与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有 氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集 中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生 存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。
2.卵子的发生
• (1)发生部位：卵巢、输卵管 • (2)时间：胎儿期、初情期后
1.精子的发生
• （1）发生场所：睾丸 • （2）时间： • 初情期——生殖机能衰
老
精子细胞变形中的主要变化：
1.细胞核—— 精子头的主要部分 2.高尔基体—— 头部的顶体 3.中心体—— 精子的尾 4.线粒体—— 线粒体鞘(尾的基部) 5.细胞内其他物质—— 原生质滴(球状,
最后脱落)
1.家畜每次射精排出的精子数以亿计， 但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这 能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？

作用机制
冷冻保护剂通过渗透进入细胞，与细胞内水分结合，降低细 胞内冰点，减少细胞内冰晶形成。同时，它们还能够稳定细 胞膜和细胞器，防止冷冻过程中细胞结构的破坏。
解冻过程操作要点与注意事项
解冻操作要点
在解冻过程中，需要快速将胚胎从冷冻状态恢复到正常生理状态。一般采用快速升温的方法，将胚胎从冷冻保存 液中取出后迅速放入预热的培养液中，避免长时间暴露在空气中。
卵子成熟培养
将未成熟的卵子在体外培 养至成熟，以备受精。
精子与卵子共培养
在特定的培养条件下，将 处理后的精子与成熟的卵 子共同培养，以促进受精 过程。
胚胎培养液成分及作用
基础培养基
提供胚胎生长所需的基 本营养物质，如氨基酸 、维生素、矿物质等。
能量物质
如葡萄糖等，为胚胎发 育提供能量。
生长因子和激素
体外受精-胚胎移植（IVF-ET）
从卵巢内取出几个卵子，在实验室里让它们与男方的精子结合，形成胚胎，然后转移胚胎 到子宫内，让胚胎在妈妈的子宫内着床，发生妊娠。
卵胞浆内单精子注射（ICSI）
使用显微操作技术将精子注射到卵细胞胞浆内，使卵子受精，体外培养到早期胚胎，再放 回母体子宫内发育着床。
伦理道德问题探讨与规范建议
促进胚胎细胞增殖和分 化，如胰岛素、转铁蛋
白等。
抗氧化剂
防止胚胎培养过程中的 氧化应激反应，如谷胱
甘肽等。
胚胎发育阶段观察与评估
原核期评估
观察受精卵原核的形成和数量，判断受精是否 正常。
卵裂期评估
观察胚胎卵裂球的大小、形状和均匀度，评估 胚胎质量。
囊胚期评估
观察囊胚的形成、扩张程度和内细胞团与滋养层细胞的发育情况，预测胚胎着 床潜力。
胚胎工程课件

03
操作流程：包括胚胎活检、单细胞遗传学分析、诊断结果判读和胚胎移植等环节。 其中，胚胎活检通常在胚胎发育的第3天或第5天进行，取一定数量的细胞进行遗 传学分析。
染色体异常筛查方法
荧光原位杂交（FISH）技术
利用特异性探针与染色体上特定区域的DNA序列杂交，通过荧光显微镜观察杂交信号，从而 判断染色体数目和结构异常。
原理
IVF-ET是指将女性卵子和男性精子在体外受精后，将受精卵培养至早期胚胎阶段， 再将其移植回女性子宫内，以达到妊娠目的的一种辅助生殖技术。
操作流程
包括超排卵、取卵、受精、胚胎培养和移植等环节，其中受精和胚胎培养是关键步 骤，需要优化培养条件和操作技术，提高胚胎质量和着床率。
卵胞浆内单精子注射技术（ICSI）
助生殖技术的提高等。
潜在风险与安全保障
探讨胚胎工程可能带来的潜在风险， 如基因编辑可能导致的遗传问题，以 及如何保障其安全性。
教育普及与伦理引导
提出加强胚胎工程相关知识的教育普 及和伦理引导，提高公众的科学素养 和道德意识。
THANKS
感谢观看
国内法律法规
各国或地区根据自身文化背景 和伦理观念制定相应的法律法 规，如中国的《人类辅助生殖
技术管理办法》。
监管机构与职责
介绍相关监管机构及其职责， 如卫生行政部门、科技部门等。
社会影响及挑战应对
社会接受程度与舆论压力 分析社会对胚胎工程的接受程度以及面
临的舆论压力。
经济发展与技术进步 分析胚胎工程对经济发展和技术进步 的影响，如生物医药产业的发展、辅
冷冻胚胎解冻后移植效果评估
解冻后胚胎存活率
评估解冻后胚胎的存活情况，包括细胞形态、细胞膜 完整性等。

[知识拓展] (1)个体发育起点是受精卵的分裂，终点是性成熟个体的形成。 (2)发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体 发育中分化程度最高的阶段，但应注意细胞分化贯穿整个个体发育过程中。 (3)受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞全能性随发育的深 化而降低。
1．材料：2005年9月8日，曾培育出克隆羊多利的英国罗斯林研究所的科学家 在爱尔兰的都柏林举行的英国科学协会节上报告说，他们从接受手术的多位妇
答案：(1)C (2)300 (3)15 卵巢 有丝 雌性 女 因为雌性激素是固醇类激素，可以直接被吸收 单 ②卵细胞较大，
(4)雄蜜蜂
(5)①卵细胞较大，含有早期胚胎发育时所需要的营养物质 也较易操作
(6)积极的一面，如，通过这种方法获得的胚胎干细胞将可以直接用于人体移 植或利用这样获得的胚胎干细胞培育不同的人体器官；来取代患者的患病器官 ，消极的一面，如会带来生命伦理问题
1．精子和卵子发生的比较
2.受精作用 (1)场所：输卵管中 (2)过程 ①受精前的准备 a．精子获能 成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变 化后，才能获得受精能力，此过程叫获能。 b．卵子的准备 卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精 能力。 ②受精 第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶 解放射冠内的卵丘细胞间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏 障。 第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜的封闭作用是防止多精入卵受精的第二 道屏障。 第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。
出至少一种这样的生物：_______，该生物属于_____倍体。

命题视角剖析
视角1 紧扣教材重点 胚胎的发育 例1 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述， 正确的是( ) A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增 加 B．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 C．胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合 成旺盛的特点 D．胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可从早期胚 胎中分离获取

3．种类 类别 全能干细胞
来源或举例 桑椹胚或囊胚及 以前阶段的细胞
特点 能发育成完整个 体 能分化出动物体 内的任何组织 能分化出特定的 组织
内细胞团细胞、 多能干细胞( 原始性腺细胞分 胚胎干细胞) 离 专能干细胞( 骨髓干细胞、皮 成体干细胞) 肤生发层细胞
4.培养关键：需要一种能促进胚胎干细胞的 生长，但抑制其分化的培养体系，这种体系 就是胚胎成纤维细胞。
培养胚胎干细胞的关键：具备一种必须能促进胚 生长 ，同时抑制其分化的培养体系。 胎干细胞______ 胚胎干细胞核 移 胚胎干细胞核移植：是指把 _______________ 植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、 胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。 干细胞研究的重要作用：可以进行基因敲除，获 得基因敲除的动物；可以转变为人体的任何一种 细胞和组织；可以在试管中改良并创造动物新品 种。
(4)组织器官分化 二、胚胎工程 高等脊椎动物 ， 1 ．研究对象：主要限定于 ______________ 特别是哺乳动物。 2 ．研究的重点内容：体外受精、胚胎体外培 养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的培养 等。
(1)体外受精 概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精 试管 中受精。 子，使其在______ 过程：从附睾中取出成熟的精子，在培养液中 卵巢 中获得未成熟的 使其达到获能状态；从______ 卵细胞，在体外培养促进其成熟，最常用的方 法是卵巢经过超数排卵处理后，插入穿刺针吸 取卵泡液 ( 连同卵母细胞 ) 取出；获能的精子和 卵细胞 在体外适合的环境下共同 成熟后的 _________ 培养一段时间，便可受精。

移植后的检查。对受体母牛进行是否 妊娠的检查。
胚胎冷冻保存技术
冷冻保存的原理
利用低温抑制酶的活性及细胞代谢活动，使细胞 处于休眠状态；减少细胞内水分，避免细胞内形 成冰晶造成细胞损伤；降低细胞代谢率，减少细 胞内营养物质的消耗。
冷冻方法
慢速冷冻法、快速冷冻法、玻璃化冷冻法。
冷冻保护剂的作用
减少细胞内冰晶的形成；降低细胞脱水程度；维 持细胞渗透压平衡；减少细胞内有害物质的堆积 。
胚，具有三个胚层。
器官形成和发育
原肠胚继续发育，各胚 层分化出不同的组织和 器官，逐渐形成完整的
胚胎。
胚胎干细胞的特性与应用
特性
具有自我更新能力和多向分化潜 能，可分化为多种细胞类型。
应用
用于研究胚胎发育过程中的基因 表达和调控机制；作为细胞移植 的来源，治疗某些疾病；用于药 物筛选和毒性测试。
胚胎基因编辑技术
胚胎移植技术
配种或人工授精。
对胚胎的收集、检查、培养或保存。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(也叫冲卵) 。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。
胚胎移植技术
对胚胎进行移植。用移植针管吸入胚 胎，注入受体母牛的子宫角部位。
解冻方法
快速解冻法、慢速解冻法。
04
CATALOGUE
胚胎工程在畜牧业中的应用
提高繁殖效率
胚胎移植技术
通过超数排卵和胚胎移植 ，可以大幅度提高优良母 畜的繁殖效率。
胚胎冷冻保存技术
将胚胎冷冻保存，可以在 需要时进行移植，避免了 时间和空间的限制。
性别控制技术
通过胚胎性别鉴定和选择 ，可以控制后代的性别比 例，满足畜牧业生产的需 求。

• 为什么能收集到胚胎?
• 早期胚胎一定时间内处于游离状态
生
• 供体和受体会不会发生排斥/
理
• 同种动物之间基本上不排斥
学
• 为什么移植的胚胎能保留供体双亲的特性?
基
• 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
础
.
第6页/共65页
3、家畜胚胎移植的发展历史
➢①、1890首次实现了兔的胚胎移植； ➢②、1934年成功地进行羊的胚胎移植； ➢③、50年代初羊、猪、牛的胚胎移植取得成功； ➢④、1964年在日本完成了世界上首次非手术牛胚胎移植
9.1 概述
• 一、胚胎移植的含义
胚胎移植技术— ET（embryo transfer） 胚胎移植：将一头良种母畜（供体）配种后的早期胚
胎取出，移植到另一头同种（受体）的生理状态相 同的母畜体内，使胚胎继续发育成为新个体，俗称 借腹怀胎。
第1页/共65页
提供胚胎的个体为 “供体”，接受胚 胎的个体为“受 体”，不管供体还 是受体动物都应为 雌性个体。
第3页/共65页
第4页/共65页
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。
第5页/共65页
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
第40页/共65页
第41页/共65页
第42页/共65页
➢ 胚胎的降温：使胚胎停5止. 胚发育胎，的延长保其存体外生存时间
➢ 体外培养：将胚胎置于体温条件下，在培养液中，使其继续发育 ➢ 胚胎冷冻：通过一定的处理程序，将胚胎降温冷冻后，保存于液氮中