1、3.23.2体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养 一、教学目标：一、教学目标：1.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。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。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。认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。二、教学重点：二、教学重点：1.体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。2.哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。三、教学难点：三、教学难点：1.卵母细胞的采集和培养。卵母细胞的采集和培养。2.精子的采集和获能。
2、精子的采集和获能。19781978年年7 7月月2525日世界首例试管婴儿日世界首例试管婴儿 19881988年年3 3月月1010日我国首例试管婴儿日我国首例试管婴儿 19921992年年我国首例三胞胎试管婴儿我国首例三胞胎试管婴儿 根据资料回答下列问题：根据资料回答下列问题：1.1.资料上用到了什么生物技术？资料上用到了什么生物技术？试管婴儿技术试管婴儿技术（包括体外受精、胚胎体外（包括体外受精、胚胎体外培养）和培养）和胚胎移植技术胚胎移植技术。2.2.试管婴儿和母亲正常怀孕，生产的过程有何试管婴儿和母亲正常怀孕，生产的过程有何异同？异同？相同之处：相同之处：都通过有性生殖产生，在母体子宫
3、都通过有性生殖产生，在母体子宫内发育形成胎儿内发育形成胎儿。不同之处：不同之处：受精作用在体外，并在体外发育成受精作用在体外，并在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植早期胚胎进行胚胎移植。试管动物技术：试管动物技术：通过通过 使卵子和精子在使卵子和精子在 下成熟和受精，并通过培下成熟和受精，并通过培养发育成养发育成 后，再经移植产后，再经移植产生后代的技术。生后代的技术。体外条件体外条件 人工操作人工操作 早期胚胎早期胚胎 国产奶牛国产奶牛：年均产奶量：年均产奶量30003000公斤左右公斤左右 国际良种奶牛国际良种奶牛：年均产奶量：年均产奶量1000010000公斤左右公斤左右 引进一头良种成年奶
4、牛需要引进一头良种成年奶牛需要3 3万万5 5万元；万元；牛的生育率低，一头牛一胎只生一只，一牛的生育率低，一头牛一胎只生一只，一生只能生育四五次。生只能生育四五次。牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞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却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多一生中排卵数多10001000倍左右；倍左右；公牛产生的精子数目就更多了。公牛产生的精子数目就更多了。一、从试管牛说起一、从试管牛说起 试管动物技术过程：试管动物技术过程：第一步：体外受精第一步：体外受精 第二步：胚胎的早期培养第二步：胚胎的早期培养 第三步：胚胎移植第三步：
5、胚胎移植 胚胎移植胚胎移植 采集良种母牛的卵母细胞采集良种母牛的卵母细胞 卵母细胞的体外培养卵母细胞的体外培养 采集良种公牛精子采集良种公牛精子 精子体外获能精子体外获能 体外受精体外受精 良种牛体外受精胚胎良种牛体外受精胚胎 受体牛受体牛 良种犊牛良种犊牛 成熟期牛成熟期牛 屠宰加工厂屠宰加工厂 市场市场 采集卵巢中采集卵巢中的卵母细胞的卵母细胞“试管牛试管牛”工厂化生产的工厂化生产的技术流程图技术流程图 19821982年世界首例试管牛犊问世年世界首例试管牛犊问世 实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是 和和 的培养。的培养。体外受精体外受精 早期胚胎早期胚胎
6、 主要包括主要包括 、和和 等几个主要步骤等几个主要步骤 。概念：采取雌性动概念：采取雌性动物的物的 和雄性和雄性动物的动物的 ，使其，使其在在 中受精。中受精。二、体外受精二、体外受精 卵母细胞卵母细胞 精子精子 试管试管 卵母细胞的采集卵母细胞的采集 精子的获取精子的获取 受精受精 1.1.卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养 对不同动物对不同动物,采集卵母细胞的方法不同。采集卵母细胞的方法不同。实验动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等实验动物如小鼠、兔，以及家畜猪、羊等卵细胞的采集卵细胞的采集：最常用的方法是最常用的方法是卵巢卵巢经过经过 处理，处理，具体做法具体做法是给供体注射是给供体
7、注射 ，使一头母，使一头母畜一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵畜一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子，之后从子，之后从 中冲取卵子，直接与获能的中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。精子在体外受精。超数排卵超数排卵 促性腺激素促性腺激素 输卵管输卵管 大家畜或大型动物，如牛，大家畜或大型动物，如牛，卵细胞的采集卵细胞的采集：从屠宰场已屠宰母畜的从屠宰场已屠宰母畜的 中采集卵母细中采集卵母细胞，也可以借助胞，也可以借助 、或或 等工具确定卵泡位置，直接从活体动物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，在体外中吸取泡卵液（连同卵母细胞）取出，在体外进行人工培养
8、，使其成熟。进行人工培养，使其成熟。卵巢卵巢 超声波超声波(B超超)探测仪探测仪 内窥镜内窥镜 腹腔镜腹腔镜 牛卵巢牛卵巢 B B超活采仪超活采仪 B B超引导法：超引导法：借助超声波探头和借助超声波探头和屏幕的引导，从活母畜屏幕的引导，从活母畜卵巢采集卵母细胞。操卵巢采集卵母细胞。操作员先将带有超声波探作员先将带有超声波探头和采卵针的采卵器通头和采卵针的采卵器通过阴道插入子宫，同时过阴道插入子宫，同时通过将卵巢贴在探头上。通过将卵巢贴在探头上。根据根据B B超屏幕所显示的卵超屏幕所显示的卵泡位置，利用采卵针穿泡位置，利用采卵针穿刺卵泡并同时抽吸卵母刺卵泡并同时抽吸卵母细胞。细胞。活活体体采采
9、集集的的牛牛卵卵母母细细胞胞 卵母细胞的成熟培养：卵母细胞的成熟培养：CO2培养箱培养箱 培养箱培养箱 培养箱培养箱 2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能 收集精子的收集精子的方法有：方法有：假阴道法假阴道法 手握法手握法 电刺激法电刺激法 在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有采用的体外获能方法有 和和 两种。两种。对于对于 、和和 的精子，一般采的精子，一般采用用培养法培养法；对于；对于 、等家畜的精子常用等家畜的精子常用化学法化学法。培养法培养法：精子在：精子在获能液获能液中获能。中获能。化学诱导法化学诱导法：精子放在一定
10、浓度的：精子放在一定浓度的肝素肝素或或钙离子钙离子载体载体A23187溶液溶液中，用化学药物诱导获能。中，用化学药物诱导获能。培养法培养法 化学诱导法化学诱导法 啮齿动物啮齿动物 家兔家兔 猪猪 牛牛 羊羊 3.3.受精受精 获能的精子获能的精子和培养成熟的卵和培养成熟的卵子，一般情况下子，一般情况下在在 或或 中完成受精过程。中完成受精过程。获能溶液获能溶液 专用受精溶液专用受精溶液 三、胚胎的早期培养三、胚胎的早期培养 概念：是应用人工创造条件，对获取的概念：是应用人工创造条件，对获取的 进行体外培养。进行体外培养。培养液成分：培养液成分：水水、无机盐无机盐、糖类糖类、维生素维生素、氨基氨基酸酸、激素激素、核苷酸核苷酸、血清血清等等 早期胚胎早期胚胎 不同动物胚胎移不同动物胚胎移植时间不同植时间不同 牛、羊：牛、羊：桑椹胚或囊桑椹胚或囊胚阶段胚阶段 小鼠、家兔：小鼠、家兔：卵裂期卵裂期或囊胚阶段或囊胚阶段 试管婴儿：试管婴儿：8 8个或个或1616个细胞阶段个细胞阶段 胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取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。出向受体移植或冷冻保存。试管动物 与 克隆动物相比 生殖方式：技术手段：遗传规律：有性生殖 无性生殖 核移植技术、胚胎移植 遵循 无 体外受精体外受精 胚胎移植胚胎移植