体外受精以及早期胚胎培养()

1、关于体外受精和早期胚胎培养()第1页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四体外受精胚胎体外培养胚胎移植胚胎分割胚胎干细胞3、研究的技术手段1、研究的对象：高等脊椎动物，特别是哺乳动物胚胎工程2、操作的对象 早期胚胎或配子4、最后结果 产生动物个体，满足人类需求 第2页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 3.2 体外受精和早期胚胎培养第3页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四教学目标1、简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。2、简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。3、认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。 第4页，共92页，2022年，

2、5月20日，21点13分，星期四二、重点（1）哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。（2）体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。三、难点（1）卵母细胞的采集和培养。（2）精子的采集和获能。第5页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四存在困难：1、引进一头良种成年奶牛需要3万5万元。2、牛的生育率低，一头牛一胎只一个，一生 只能生育四五次。（牛的妊娠期约280天）讨论1：是否有可能让引进的良种牛快速大量的繁殖？为什么？第6页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1000倍左右。公

3、牛产生的精子数目就更多了（精子数:50亿/mL)理论基础：讨论2：如何让引进的良种牛快速大量的繁殖？第7页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四通过 使卵子和精子在 下成熟和受精，并通过培养发育成 后，再经 产生后代的技术。体外条件人工操作早期胚胎移植1982年世界首例试管牛犊问世试管动物技术第8页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四试管动物技术的三个基本操作环节：第一步：体外受精 第二步：胚胎的早期培养第三步：胚胎移植精子卵子受精卵早期胚胎幼体新个体哺乳动物个体发育过程试管 动物第9页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四2、步骤(书P

4、69) （1）卵细胞的采集 （2）精子的获取 （3）受精1、概念：是指哺乳动物精子的和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术 。第一步：体外受精注：发育的主要场所是母体第10页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四思考：子代数目的多少取决于精子数还是卵子数？卵子数第11页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四（1）卵母细胞的采集和培养 方法1：给供体注射促性腺激素，使一头母畜的卵巢一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子（超数排卵），之后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第12页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四方法

5、2：从屠宰场得到的废弃牛卵巢中采集卵母细胞第13页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四借助超声波探测仪和内窥镜的引导，从活母畜卵巢采集卵母细胞。操作员先将带有超声波探头和吸卵针的采卵器通过生殖道插入子宫，同时将探头贴在卵巢上。根据B超屏幕所显示的卵泡位置，利用采卵针穿刺卵泡并同时抽吸卵母细胞。方法2：从活体卵巢中采集卵母细胞第14页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四活体采集的牛卵母细胞比较两种方法采集的卵母细胞在体外受精前的处理有所不同，为什么？第15页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 对不同动物,采集卵母细胞的方法不同。 实验

6、动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等卵细胞的采集： 最常用的方法是卵巢经过 处理，具体做法是给供体注射 ，使一头母畜一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子，之后从 中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。超数排卵促性腺激素输卵管书P6970第16页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 大家畜或大型动物，如牛，卵细胞的采集： 从屠宰场已屠宰母畜的 中采集卵母细胞.也可以借助 、 或 等工具确定卵泡位置，直接从活体动物中吸取泡卵液（连同卵母细胞）取出，在体外进行人工培养，使其成熟。卵巢超声波(B超)探测仪内窥镜腹腔镜牛卵巢卵母细胞的采集和培养第17页，共92页，2022年，5月2

7、0日，21点13分，星期四B超引导法： 借助超声波探头和屏幕的引导，从活母畜卵巢采集卵母细胞。操作员先将带有超声波探头和采卵针的采卵器通过阴道插入子宫，同时通过将卵巢贴在探头上。根据B超屏幕所显示的卵泡位置，利用采卵针穿刺卵泡并同时抽吸卵母细胞。卵母细胞的采集和培养第18页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四CO2培养箱内进行培养卵母细胞的成熟培养第19页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四如何使雌性动物排出更多的卵子促性腺激素处理对于大家畜或大型动物如何采集卵子屠宰场、超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜（活体）采集的卵子是否马上可以受精初级卵母细胞，体外培养

8、至MII中期卵母细胞的采集和培养复习第20页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 收集精子的方法有：假阴道法手握法电刺激法精子的收集和获能书P7071第21页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四获能处理: 培养法：啮齿动物、家兔和猪将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中培养一段时间。化学法：牛、羊将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导，使精子获能。精子的收集和获能第22页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有 和 两种。对于 、 和 的精子，

9、一般采用培养法；对于 、 等家畜的精子常用化学法。培养法：精子在获能液中获能。化学诱导法：精子一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导获能。培养法化学诱导法啮齿动物家兔猪牛羊复习第23页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 1、概念：是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。2、基本原理：人工模拟体内环境（包括营养、温度、pH等），使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎。体外受精第24页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下在 或中完成受精

10、过程。获能溶液专用受精溶液体外受精书P7172第25页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四体外受精过程检查受精状况和受精卵的发育能力第26页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四人工授精就是体外授精吗？人工受精就是用人工方法将精液注入雌性动物体内，所以受精过程在体内完成。体外受精的受精过程在体外完成。概念辨析第27页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四概念：是应用人工创造条件，对获取的 进行体外培养。培养液成分：早期胚胎胚胎的早期培养水、无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、激素、核苷酸、血清等第28页，共92页，2022年，5月20日，21

11、点13分，星期四 不同动物胚胎移植时间不同牛、羊：桑椹胚或囊胚阶段小鼠、家兔：卵裂期或囊胚阶段试管婴儿：8个或16个细胞阶段 胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。第29页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四牛体外受精胚胎工厂化生产流程图书P73第30页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四试管动物利用精子、卵子体外受精、胚胎培养、胚胎移植获得的各种动物。试管婴儿利用精子、卵子体外受精、胚胎培养、胚胎移植获得的人体后代。第31页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四体外受精技术的应用：动物胚胎工厂化生产，解决人类男性或

12、女性不育问题。世界上第一个试管婴儿路易斯-布朗 第32页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四胚胎移植概念: 将雌性动物的早期胚胎,或者通过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。将经济价值较高、遗传性状优秀的母畜，经过激素处理。使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术第33页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四胚胎的来源： 雌性动物的早期胚胎，或通过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

13、状态相同。 转基因、核移植等第34页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四细胞核移植的方法体细胞核移植胚胎细胞核移植回顾胚胎体外培养技术动物细胞培养技术什么技术什么技术什么技术什么技术什么技术什么技术核移植技术胚胎移植技术第35页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔什么方法？促性腺激素优良公牛牛胚胎移植技术路线示意图怎样做到？注射相关激素 同步发情：又称同期发情，利用某些激素制剂人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。 第3

14、6页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四优良供体超数排卵发情配种收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔优良公牛牛胚胎移植技术路线示意图用具有什么特点的牛作为供体牛？遗传性能和生产性能优秀的个体用具有什么特点的牛作为受体牛？健康并能正常繁殖的个体如何收集？第37页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 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。冲卵是从输卵管或子宫角取出早期胚胎母牛非手术冲卵示意图第38页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四优良供体超数排卵发情配种

15、收集胚胎受体母牛正常繁殖或两三个月后做另一次移植同期发情发情胚胎移植妊娠有价值的后裔优良公牛牛胚胎移植技术路线示意图如何移植？具体步骤？第39页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196的液氮中保存液氮罐6天收集的胚胎（未拣）第40页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四方法一：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。对受体母牛进行是否妊娠的检查受体母牛产下胚胎移植

16、的犊牛供体后代还是受体后代？受体移胚第41页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境；如何保证？供、受体生理状态要相同，为此必须做到A、供、受体母畜的发情时间一致。哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。B、移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似。移入胚胎一侧的受体子宫对应的卵巢必须有黄体存在。 在胚胎移植过程中，受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态。为什么？因为两者之间的妊娠期，体内的激素水平要相同或者接近。否则胚胎就不能正常的着床。这是胚胎移植成功与否的

17、关键。第42页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四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？ 正确。第43页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境；2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能；什么部位？输卵管和子宫角第44页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境；2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能；3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥；4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质

18、没有改变。为什么？指发生了什么生理过程？同物种动物之间进行胚胎移植易于成功。第45页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四选择供体母牛受体母牛 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）胚胎移植的基本程序复习同期发情第46页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四胚胎移植成功的关键同时发情植入相应部位同物种复习第47页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 试管动物 胚胎移植动物受精获取生殖细胞试管动物与胚胎移植不同点：比较体外受精体内自然受精从供体获得卵子和精子 获得受精卵或胚胎第48页，共92页，20

19、22年，5月20日，21点13分，星期四胚胎移植的现状和意义1)加速育种工作和品种改良；2)大量节省购买种畜的费用；3)一胎多产；4)保存品种资源和濒危物种；5)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量。第49页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四受体母羊与所生羔羊一次移入三枚胚全部成活胚胎移植效果胚胎移植的现状和意义第50页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 胚胎移植实现了优良性状个体的繁育，如果我们能确定某个胚胎将发育为非常理想的个体，那么有没有办法让这样的一个胚胎一次性地繁育更多的个体？思考第51页，共92页，20

20、22年，5月20日，21点13分，星期四胚胎分割 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）胚胎分割操作过程第52页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四1.概念: 采用机械方法（显微手术）将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。为何要做这步才能移植？第53页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四2.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

21、桑椹胚。为什么选择这样的胚胎发育时期？成倍增加胚胎数量第54页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四4、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。第55页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四发育良好的胚胎切割针/刀或酶处理细胞分散开受体多个受体移植体外培养至囊胚 移植培养液胚胎分割操作过程第56页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四7、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎

22、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。第57页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四7、操作注意事项： 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

23、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。第58页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四受精卵卵裂 早期胚胎胚胎分割基本过程植入植入代孕母牛分割第59页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四性别鉴定同卵双生错开季节的同卵双生犊牛牛胚胎分割的主要用途第60页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四8、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。第61页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 胚胎不能

24、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？思考第62页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四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。第63页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四1.概念： 简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。第64页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四全能细胞 囊胚 胎儿 内细胞团细胞 生殖腺细胞 受精胚胎干细胞分离培养 分离内细胞团胰蛋白酶处理转入培养皿中培养不加饲养层细胞培养

25、细胞分化饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞，因为胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。EK细胞加饲养层细胞 培养ES细胞第65页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四2.特点: （1）形态： 体积小,细胞核大,核仁明显； （2）功能： 具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞; （3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。第66页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四（1）治疗人类的某些顽症。 利用ES细胞可以诱导分化形成新的组织细胞的特

26、性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用ES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、心衰竭和成骨不良等疑难病症。3.主要用途第67页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四（2）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ES细胞体外诱导分化，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官移植后免疫排斥的问题。还有什么技术可以完成此工作？3.主要用途第68页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。 ES细胞在饲养层细胞上

27、，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。 在培养液中加入分化诱导因子,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。3.主要用途第69页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四基因工程细胞工程胚胎工程操作对象技术手段（操作步骤）理论基础早期胚胎配子胚胎移植体外受精胚胎分割胚胎干细胞培养等哺乳动物的受精卵和早期胚胎的发育规律基因细胞细胞器获取目的基因构建表达载体目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养核移植和克隆动物细胞融合单克隆抗体中心法则细胞全能性细胞膜流动性免疫原理第70页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期

28、四动物细胞培养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素和血清等胚胎培养液：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等比较第71页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四1.下列不属于胚胎工程的是：A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育 2.有一个卵原细胞中含有A与A、B与B两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有A.1个 B.0或1个 C.2个 D.4个DB练习第72页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是A.受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植B.受体母畜必须处于与供体母畜

29、同步发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行A练习第73页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是A.供体母牛必须是同一物种的良种B.受体母牛必须是同一物种的良种C.供体公牛必须是同一物种的良种D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛B练习第74页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四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

30、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练习第75页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 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练习第76页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四 我国首例“虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”完成这一过程需要解决的问题精子在体外用获能物质处理用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入抽取精子、卵子的核进行融合精子入卵后进行人工处理防止多精入卵练习第77页，共92页，2022年，5月20日，21点

31、13分，星期四 下列正确的卵裂期细胞经过了细胞分裂，不再分化原肠胚细胞属于全能细胞囊胚腔先于原肠腔出现桑椹胚开始进行孵化练习第78页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四P81/思考与探究：1、（4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？ A、可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。 B、可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。 C、经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。 D、可以人为生产双胎或多胎。 E、可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。第79页，共92页，2022年，5月20日，21点13分，星期四P81/思考与探究： 对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理处理供体母畜 配种或人工授精 收集胚胎