第2章第3节考点三胚胎工程技术及其应用

同学们好！今天我们学习第2章第3节的考点三。
考点三：胚胎工程技术及其应用。
胚胎工程技术包含的内容很丰富，目前在医学和生产上应用较多的是体外受精、胚胎移植和胚胎分割等，借助这些技术，可以进一步挖掘动物的繁殖潜力。
一、体外受精。
1、试管动物的概念。你听说过试管牛、试管羊吗？它们是通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
2、培育试管动物的过程。首先要做的就是体外受精。哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精。
体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。我国体外受精技术的研究起步于20世纪80年代后期，进展很快，目前已经在羊、牛、猪和人等生物中取得成功，特别是人和牛的体外受精技术已达国际先进水平。
二、胚胎移植。
1、概念。胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”。通过任何一项技术（如转基因、核移植和体外受精等）获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。
2、过程。以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。
（1）选择遗传性状优良、生产能力强的优良供体母牛，和有健康的体质和正常繁殖能力的受体母牛进行同期发情处理。
（2）对供体母牛进行超数排卵处理，与优良公牛发情配种或人工授精。超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
（3）收集胚胎并检查，进行胚胎移植，对受体进行妊娠检查，产下具有优良性状的后代。收集的胚胎也可以正常繁殖或两三个月后进行另一次移植。
3、胚胎移植的生理学基础。
结合胚胎移植过程，思考与讨论以下问题。
问题 1： 将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？
不一定能正常发育。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步，这样才能为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
问题 2：受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
问题 3：胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？为什么？
胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。
问题 4：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移。你认为这样的概括正确吗？为什么？
正确。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，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概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
4、意义。
进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。在这项技术中，供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。同时，在对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
5、成果。在胚胎移植中，牛的胚胎移植技术较为成熟。目前已实现平均每次处理一头供体奶牛收集到的胚胎，经移植可产下3~4头犊牛，由于每年可处理4~5次，这样，一头良种母牛一年由代孕母牛生下的后代可达数十头，远远超过一头良种母牛在自然状态下一生所得的后代数量。羊的胚胎移植效率比奶牛还要高。在我国，家兔、绵羊、牛和马等动物的胚胎移植都获得了成功。牛、羊的胚胎移植在部分地区已进入生产应用阶段，这些成果大大促进了我国畜牧业的发展。胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。
三、胚胎分割。
早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，能不能将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率？基于这样的设想，胚胎分割技术逐渐发展成熟。
1、概念。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
2、仪器。胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。
3、过程。在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
经过30多年的发展，胚胎分割技术日趋成熟。这项技术可以促进优良动物品种的繁殖，产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。此外，在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。切割囊胚时取样滋养层做 DNA 分析，鉴定性别。以上是考点三的内容。欢迎留言。