2017-2018学年高中生物 第2章 胚胎工程 第2节 胚胎工程实验技术 第2课时 胚胎分割技术和

第2课时胚胎分割技术和胚胎干细胞核

移植技术

[目标导读] 1.分析教材P37～39内容，阐明胚胎分割的程序和应用。2.结合教材P41图2－24和P42图2－25，理解胚胎干细胞核移植和胚胎干细胞的应用。

[重难点击] 1.胚胎分割。2.胚胎干细胞及应用。

2008年9月9日17时，世界首例胚胎分割—性别鉴定试管水牛小公犊“明明”在广西水牛研究所顺利诞生，这意味着中国水牛性别人为控制又找到了一条具有实用价值的新途径。下面我们学习有关胚胎分割技术及胚胎干细胞核移植技术。

一、胚胎分割技术

1．概念

把一个胚胎的细胞分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母中妊娠并产生多胎的技术，这种技术又称做人工同卵多胎技术，可以成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖种畜法。

2．胚胎分割的程序

(1)切割器具的准备：体视显微镜、倒置显微镜、显微操作仪、胚胎固定管、切割针(玻璃针、微刀)。

(2)胚胎的预处理：一般用链霉蛋白酶进行短时间处理，使透明带软化并变薄或去除透明带。

(3)胚胎的分割

①2～6个细胞期的胚胎：可以用链霉蛋白酶消化除去外层透明带或用微针切开透明带，用微管吸取单个或部分卵裂球，放入另一空透明带中。

②桑椹期的胚胎：通常采用直接切割法使其切割成半胚或四分胚，放入空透明带中，或直接移植给受体。

(4)分割胚的培养

①体内培养：将半胚放入空透明带中，或用琼脂包埋移入中间受体(绵羊、家兔等动物)的输卵管内，结扎以防胚胎丢失。琼脂包埋的作用是固定胚胎、便于回收，但不影响胚胎的发育。

②体外培养：直接在体外培养到桑椹胚或囊胚阶段。

(5)分割胚的移植：按照胚胎移植的无菌操作程序，将发育良好的胚胎移植到受体后，受体受孕产仔。

3．胚胎分割技术的应用

(1)应用

①畜牧业生产上：通过胚胎分割来扩大优良家畜数量。

②生物研究上：用来培育遗传特性相同的动物群，为生物学、医学、药学和畜牧学的研究提供实验动物。

③用于胚胎的性别鉴定。

(2)存在的问题

①早期胚胎细胞的分化和定位的发育机理有待深入研究。

②对不同阶段胚胎细胞的分化时间和发育潜力了解很少。

胚胎分割技术不仅可以对卵裂球和桑椹胚进行，也可以对囊胚进行切割，下图是对囊胚进行胚胎分割和性别鉴定的示意图，请分析：

1．性别鉴定时要对胚胎的滋养层进行切割取样，这样不会影响胚胎的组织发育，为什么？答案滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，不影响胎儿的组织发育。

2．要获得二分胚，在对囊胚分割时，应注意什么问题？为什么？

答案在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。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。

3．胚胎分割是不是分割的份数越多，效率越高？

答案分割的份数越多，技术难度会越大，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。

1．胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述中正确的是( )

①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎

A．①② B．②③

C．①③④ D．①②③④

答案 B

解析胚胎分割是把一个胚胎的细胞分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母中妊娠并产生多胎的技术，但不能任意分割成多份，因为分割过多可造成不能发育成新个体；由于胚胎分割获得后代的过程是无性繁殖，属于克隆。2．下列关于胚胎分割技术的叙述，错误的是( )

A．胚胎分割操作在动物的子宫内进行

B．用分割针或分割刀对早期胚胎进行分割

C．分割后必须移植到受体子宫内进一步完成胚胎发育

D．对囊胚进行分割时要注意将内细胞团均等分割

答案 A

解析胚胎分割时要将胚胎移入盛有操作液的培养皿中进行，注意胚胎分割是体外操作。知识归纳(1)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)进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后，用分割针或分割刀进行分割。

(3)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。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。胚胎分割的份数越多，移植的成功率就越低。

二、胚胎干细胞技术

1．胚胎干细胞概述

(1)来源：早期胚胎内的内细胞团。

(2)结构特点：胞体小、泡状、核大。

(3)功能特点：高度未分化细胞；具有发育的全能性和二倍体核型。

2．胚胎干细胞核移植

(1)饲养层细胞培养体系的建立

在培养皿底部制备一层由胚胎成纤维细胞组成的饲养层，该类细胞可以分泌一些能够抑制细胞分化的物质，可以促进干细胞的生长，同时抑制干细胞的分化。

(2)胚胎干细胞的获得

①小鼠的胚胎干细胞：一般选取自桑椹胚、囊胚和延迟着床的囊胚。

②人和猪的胚胎干细胞：可从囊胚和原始生殖细胞中获得。

③抑制胚胎干细胞分化的方法：不断更换培养液或冷冻。

(3)胚胎干细胞的核移植

①将胚胎干细胞核移植到去核的卵母细胞中。

②核移植后形成的重建细胞进行体外胚胎培养，获得克隆胚胎。

③把克隆胚胎移植到代孕母子宫内，分娩产生克隆动物。

3．胚胎干细胞的应用

(1)培育克隆动物很好的核供体。

(2)培育基因敲除动物，为人提供异种器官移植的器官来源。

(3)培育移植用的细胞、组织和器官。

(4)进行治疗性克隆研究。

下图是干细胞核移植的过程示意图，请分析：