體外受精和早期胚胎培養(yǎng)課件

胚胎工程體外受精胚胎體外培養(yǎng)胚胎移植胚胎分割胚胎干細(xì)胞研究的技術(shù)手段研究的對(duì)象：高等脊椎動(dòng)物，特別是哺乳動(dòng)物胚胎工程操作的對(duì)象早期胚胎或配子最后結(jié)果產(chǎn)生動(dòng)物個(gè)體，滿足人類需求國(guó)產(chǎn)奶牛：年均產(chǎn)奶量3000公斤左右國(guó)際良種奶牛：年均產(chǎn)奶量10000公斤左右引進(jìn)一頭良種成年奶牛需要3萬－5萬元牛的生育率低，一頭牛一胎只一個(gè)，一生只能生育四五次牛的生育率雖然很低，但是牛的卵母細(xì)胞卻相當(dāng)?shù)亩?，其卵巢中卵母?xì)胞數(shù)目要比一生中排卵數(shù)多1000倍左右，公牛產(chǎn)生的精子數(shù)目就更多了偉大設(shè)想誕生了閱讀教材P69/前三段

從試管牛的實(shí)例分析，試管動(dòng)物技術(shù)除能提高動(dòng)物繁育力外，還有什么經(jīng)濟(jì)價(jià)值？試管動(dòng)物技術(shù)需要哪些動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)、需要哪些方面的基礎(chǔ)理論研究成果做支持？采集良種母牛的卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞的體外培養(yǎng)采集良種公牛精子精子體外獲能體外受精良種牛體外受精胚胎胚胎移植受體牛良種犢牛成熟期牛屠宰加工廠市場(chǎng)采集卵巢中的卵母細(xì)胞“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術(shù)流程圖借腹懷胎主要包括

、

和

等幾個(gè)主要步驟。概念：采取雌性動(dòng)物的

和雄性動(dòng)物的

，使其在

中受精。注：發(fā)育的主要場(chǎng)所是母體卵細(xì)胞精子試管卵細(xì)胞的采集精子的獲取受精體外受精(書P69)大家畜或大型動(dòng)物，如牛，卵細(xì)胞的采集：

從屠宰場(chǎng)已屠宰母畜的

中采集卵母細(xì)胞.也可以借助

、

或

等工具確定卵泡位置，直接從活體動(dòng)物中吸取泡卵液（連同卵母細(xì)胞）取出，在體外進(jìn)行人工培養(yǎng)，使其成熟。卵巢超聲波(B超)探測(cè)儀內(nèi)窺鏡腹腔鏡牛卵巢卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)B超引導(dǎo)法：借助超聲波探頭和屏幕的引導(dǎo)，從活母畜卵巢采集卵母細(xì)胞。操作員先將帶有超聲波探頭和采卵針的采卵器通過陰道插入子宮，同時(shí)通過將卵巢貼在探頭上。根據(jù)B超屏幕所顯示的卵泡位置，利用采卵針穿刺卵泡并同時(shí)抽吸卵母細(xì)胞。卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)CO2培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)卵母細(xì)胞的成熟培養(yǎng)收集精子的方法有：假陰道法手握法電刺激法精子的收集和獲能書P70~71獲能處理:

培養(yǎng)法：嚙齒動(dòng)物、家兔和豬將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中培養(yǎng)一段時(shí)間?；瘜W(xué)法：牛、羊?qū)⒕臃旁谝欢舛鹊母嗡鼗蜮}離子載體A23187溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)，使精子獲能。精子的收集和獲能在體外受精前，要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理。通常采用的體外獲能方法有

和

兩種。對(duì)于

、

和

的精子，一般采用培養(yǎng)法；

對(duì)于

、

等家畜的精子常用化學(xué)法。培養(yǎng)法：精子在獲能液中獲能?；瘜W(xué)誘導(dǎo)法：精子一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)獲能。培養(yǎng)法化學(xué)誘導(dǎo)法嚙齒動(dòng)物家兔豬牛羊復(fù)習(xí)獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下在或中完成受精過程。獲能溶液專用受精溶液體外受精書P71~72體外受精過程檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力人工授精就是體外授精嗎？人工受精就是用人工方法將精液注入雌性動(dòng)物體內(nèi)，所以受精過程在體內(nèi)完成。體外受精的受精過程在體外完成。概念辨析不同動(dòng)物胚胎移植時(shí)間不同牛、羊：桑椹胚或囊胚階段小鼠、家兔：卵裂期或囊胚階段試管嬰兒：8個(gè)或16個(gè)細(xì)胞階段胚胎培養(yǎng)發(fā)育到適宜階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。牛體外受精胚胎工廠化生產(chǎn)流程圖書P73試管動(dòng)物——利用精子、卵子體外受精、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植獲得的各種動(dòng)物。試管嬰兒——利用精子、卵子體外受精、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植獲得的人體后代。胚胎移植概念:將雌性動(dòng)物的早期胚胎,或者通過其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。將經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高、遺傳性狀優(yōu)秀的母畜，經(jīng)過激素處理。使其超數(shù)排卵后受精，然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到同期發(fā)情的代孕母的子宮內(nèi)，通過代孕母妊娠產(chǎn)仔的技術(shù)．胚胎的來源：

雌性動(dòng)物的早期胚胎，或通過體外受精及其他方式得到的胚胎。供體：提供胚胎的個(gè)體。受體：接受胚胎的個(gè)體。受體的條件：同種、生理狀態(tài)相同。

轉(zhuǎn)基因、核移植等優(yōu)良供體超數(shù)排卵發(fā)情配種收集胚胎受體母牛正常繁殖或兩三個(gè)月后做另一次移植同期發(fā)情發(fā)情胚胎移植妊娠有價(jià)值的后裔優(yōu)良公牛牛胚胎移植技術(shù)路線示意圖用具有什么特點(diǎn)的牛作為供體牛？遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體用具有什么特點(diǎn)的牛作為受體牛？健康并能正常繁殖的個(gè)體如何收集？

在配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。沖卵是從輸卵管或子宮角取出早期胚胎母牛非手術(shù)沖卵示意圖優(yōu)良供體超數(shù)排卵發(fā)情配種收集胚胎受體母牛正常繁殖或兩三個(gè)月后做另一次移植同期發(fā)情發(fā)情胚胎移植妊娠有價(jià)值的后裔優(yōu)良公牛牛胚胎移植技術(shù)路線示意圖如何移植？具體步驟？沖卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查。這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。將收集的胚胎直接向受體移植或放入-196℃的液氮中保存液氮罐6天收集的胚胎（未揀）方法一：手術(shù)法具體做法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。方法二：非手術(shù)法將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查受體母牛產(chǎn)下胚胎移植的犢牛供體后代還是受體后代？受體移胚胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)1)供體和受體相同的生理環(huán)境；如何保證？供、受體生理狀態(tài)要相同，為此必須做到A、供、受體母畜的發(fā)情時(shí)間一致。

哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時(shí)間內(nèi)，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。B、移入受體子宮胚胎的位置應(yīng)該與其在供體內(nèi)的位置相同或相似。

移入胚胎一側(cè)的受體子宮對(duì)應(yīng)的卵巢必須有黃體存在。在胚胎移植過程中，受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)。為什么？因?yàn)閮烧咧g的妊娠期，體內(nèi)的激素水平要相同或者接近。否則胚胎就不能正常的著床。這是胚胎移植成功與否的關(guān)鍵。胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為這樣的概括正確嗎？

正確。胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)1)供體和受體相同的生理環(huán)境；2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能；什么部位？輸卵管和子宮角胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)1)供體和受體相同的生理環(huán)境；2)早期胚胎處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能；3)受體對(duì)移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥；4)胚胎與受體建立正常的聯(lián)系,但遺傳物質(zhì)沒有改變。為什么？指發(fā)生了什么生理過程？同物種動(dòng)物之間進(jìn)行胚胎移植易于成功。選擇供體母牛受體母牛……

處理……超數(shù)排卵供體公牛配種沖卵質(zhì)量檢查、培養(yǎng)胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）胚胎移植的基本程序復(fù)習(xí)同期發(fā)情胚胎移植成功的關(guān)鍵同時(shí)發(fā)情植入相應(yīng)部位同物種復(fù)習(xí)

試管動(dòng)物胚胎移植動(dòng)物受精獲取生殖細(xì)胞試管動(dòng)物與胚胎移植不同點(diǎn)：比較體外受精體內(nèi)自然受精從供體獲得卵子和精子獲得受精卵或胚胎胚胎移植的現(xiàn)狀和意義1)加速育種工作和品種改良；2)大量節(jié)省購(gòu)買種畜的費(fèi)用；3)一胎多產(chǎn)；4)保存品種資源和瀕危物種；5)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,縮短繁殖周期,增加一生繁殖的后代數(shù)量。受體母羊與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現(xiàn)狀和意義

胚胎移植實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良性狀個(gè)體的繁育，如果我們能確定某個(gè)胚胎將發(fā)育為非常理想的個(gè)體，那么有沒有辦法讓這樣的一個(gè)胚胎一次性地繁育更多的個(gè)體？思考胚胎分割

閱讀課本，思考以下問題：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特點(diǎn)（3）胚胎分割的理論基礎(chǔ)（4）胚胎分割操作過程1.概念:

采用機(jī)械方法（顯微手術(shù)）將早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)后植入受體，以得到同卵雙胎或同卵多胎的技術(shù)。為何要做這步才能移植？2.特點(diǎn)：

后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看做動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。3、理論基礎(chǔ)

動(dòng)物胚胎細(xì)胞的全能性。所以胚胎分割的時(shí)期為：

囊胚或桑椹胚。為什么選擇這樣的胚胎發(fā)育時(shí)期？成倍增加胚胎數(shù)量4、選擇的胚胎：

發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要儀器：

實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。6、具體操作

用分割針或分割刀片將胚胎切開，吸出其中的半個(gè)胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植給受體。發(fā)育良好的胚胎切割針/刀或酶處理細(xì)胞分散開受體多個(gè)受體移植體外培養(yǎng)至囊胚移植培養(yǎng)液胚胎分割操作過程7、操作注意事項(xiàng)：①對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。原因：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)一般到囊胚階段才出現(xiàn)，它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)胞，其他細(xì)胞為滋養(yǎng)細(xì)胞，只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。

若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng)，少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良，甚至不能發(fā)育等問題。7、操作注意事項(xiàng)：

②胚胎分割的份數(shù)越多，操作的難度會(huì)越大，移植的成功率也越低。早期胚胎的體積很小，只有在顯微鏡下才能看到；再者，細(xì)胞數(shù)目是有限的。分割的份數(shù)越多，不但難以做到均等分割，每一份的細(xì)胞數(shù)會(huì)越少，而且作為囊胚期的胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞所受的影響會(huì)更大。

因此，分割的份數(shù)越多，技術(shù)的難度會(huì)越大，移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會(huì)越大，移植成功率自然會(huì)降低。受精卵卵裂

早期胚胎胚胎分割基本過程植入植入代孕母牛分割性別鑒定同卵雙生錯(cuò)開季節(jié)的同卵雙生犢牛牛胚胎分割的主要用途8、胚胎分割技術(shù)的缺陷

（1）剛出生動(dòng)物的體重偏低，毛色和斑紋還存在差異；（2）采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的。胚胎不能無限分割，那么有沒有別的辦法實(shí)現(xiàn)優(yōu)良個(gè)體的多胎繁殖呢？思考胚胎干細(xì)胞閱讀課本，思考以下問題：（1）什么是胚胎干細(xì)胞？簡(jiǎn)稱是什么？（2）胚胎干細(xì)胞的來源。（3）胚胎干細(xì)胞的特性。（4）胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用。1.概念：

簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。全能細(xì)胞囊胚胎兒內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞生殖腺細(xì)胞受精胚胎干細(xì)胞分離培養(yǎng)分離內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胰蛋白酶處理轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿中培養(yǎng)不加飼養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞分化飼養(yǎng)層的細(xì)胞一般是胚胎成纖維細(xì)胞，因?yàn)榕咛コ衫w維細(xì)胞可以分泌一些能抑制細(xì)胞分化的物質(zhì)，滿足促進(jìn)干細(xì)胞生長(zhǎng)的同時(shí)抑制干細(xì)胞分化的條件。EK細(xì)胞加飼養(yǎng)層細(xì)胞

培養(yǎng)ES細(xì)胞2.特點(diǎn):（1）形態(tài)：體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯；（2）功能：具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞;（3）在體外培養(yǎng)的條件下，ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化。對(duì)它可以進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。（1）治療人類的某些頑癥。利用ES細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。目前，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，用ES細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的某些組織細(xì)胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑難病癥。3.主要用途（2）培育出人造組織器官，用于器官移植。

隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，還可以培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。還有什么技術(shù)可以完成此工作？3.主要用途（3）ES細(xì)胞也是研究體外細(xì)胞分化的理想材料。ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。3.主要用途基因工程細(xì)胞工程胚胎工程操作對(duì)象技術(shù)手段（操作步驟）理論基礎(chǔ)早期胚胎配子胚胎移植體外受精胚胎分割胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等哺乳動(dòng)物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律基因細(xì)胞細(xì)胞器獲取目的基因構(gòu)建表達(dá)載體目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)核移植和克隆動(dòng)物細(xì)胞融合單克隆抗體中心法則細(xì)胞全能性細(xì)胞膜流動(dòng)性免疫原理動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)：糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、微量元素和血清等

胚胎培養(yǎng)液：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等

比較1.下列不屬于胚胎工程的是：A.體外受精B.胚胎分割、胚胎移植C.胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)D.轉(zhuǎn)基因鯉魚的培育2.有一個(gè)卵原細(xì)胞中含有A與A’、B與B’兩對(duì)同源染色體，它形成的含有AB的配子有A.1個(gè)B.0或1個(gè)

C.2個(gè)D.4個(gè)DB練習(xí)下列有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的敘述中，錯(cuò)誤的是A.受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植B.受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C.超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素D.試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進(jìn)行A練習(xí)下列對(duì)于優(yōu)良種畜的胚胎移植的說法不正確的是A.供體母牛必須是同一物種的良種B.受體母牛必須是同一物種的良種C.供體公牛必須是同一物種的良種D.受體母?？梢允峭晃锓N的一般健康牛B練習(xí)供體的胚胎移植到受體后，游離的胚胎在發(fā)育過程中形成胎盤與受體相連，并通過胎盤與受體的血液進(jìn)行物質(zhì)交換。以下說法正確的是A.受體是為供體胚胎提供發(fā)育的條件B.受體與胚胎血型應(yīng)相同，否則會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)C.受體與胚胎血液混融在一起D.胚胎心肺功能都能正常運(yùn)行A練習(xí)利用胚胎干細(xì)胞治療肝衰竭，實(shí)現(xiàn)此過程的重要原因是A.細(xì)胞分裂B.細(xì)胞特化C.細(xì)胞分化D.細(xì)胞增殖C練習(xí)我國(guó)首例“虎獅獸”2002年在南京紅山動(dòng)物園誕生，利用了雄虎的精子和雌獅的卵子“體外受精”完成這一過程需要解決的問題①精子在體外用獲能物質(zhì)處理②用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵黃膜便于精子進(jìn)入③抽取精子、卵子的核進(jìn)行融合④精子入卵后進(jìn)行人工處理防止多精入卵①練習(xí)下列正確的①卵裂期細(xì)胞經(jīng)過了細(xì)胞分裂，不再分化②原腸胚細(xì)胞屬于全能細(xì)胞③囊胚腔先于原腸腔出現(xiàn)④桑椹胚開始進(jìn)行孵化③練習(xí)P81/思考與探究：1、（4）用胚胎移植繁育良種種畜具有哪些實(shí)用意義？A、可充分發(fā)揮雌性優(yōu)秀個(gè)體的繁殖潛力。具體表現(xiàn)為：縮短了供體本身的繁殖周期，同時(shí)通過超數(shù)排卵處理和胚胎移植可獲得比自然繁殖多十幾倍到幾十倍的后代。B、可在短期大幅度增加優(yōu)良個(gè)體母畜和公畜的后代數(shù)量，迅速擴(kuò)大良種畜群，加速育種和品種改良工作。C、經(jīng)冷凍保存的胚胎可進(jìn)行國(guó)內(nèi)和國(guó)際交換，代替活畜的引種或進(jìn)出口。D、可以人為生產(chǎn)雙胎或多胎。E、可以通過保存胚胎來保存品種資源和瀕危動(dòng)物。P81/思考與探究：①對(duì)供、受體母畜進(jìn)行選擇，并進(jìn)行同期發(fā)情處理②處理供體母畜③配種或人工授精④收集胚胎⑤對(duì)胚胎檢查、培養(yǎng)或保存⑥胚胎移植⑦對(duì)受體母畜進(jìn)行是否妊娠的檢查1、（1）良種奶牛后代P81/思考與探究：1、（2）應(yīng)該怎樣選擇供體公、母牛和受體母牛？供體公、母牛應(yīng)該是具有人類所