体外受精和早早期胚胎培养

§3.2体外受精和早期胚胎培养一、教学目标：1.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。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。二、教学重点：1.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。三、教学难点：1.卵母细胞的采集和培养。2.精子的采集和获能。§3.2体外受精和早期胚胎培养专题3:胚胎工程•我国奶牛的产奶量较低–我国年均产奶量：3000Kg/头–国际年均产奶量：10000Kg/头–蒙古黄牛体重：300Kg/头–澳大利亚海福特牛：800Kg/头（两岁）•有什么方法可以提高产量?.讨论,买一头公牛\母牛,进行胚胎工程..试管牛过程一.试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植（到受体母亲体内）产生后代的技术。二体外受精1.卵母细胞的收集和培养对不同动物,采取卵母细胞的方法不同2.精子的收集和获能1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等2)获能处理:培养法：啮齿动物、家兔和猪化学法：牛、羊3.受精在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程三胚胎的早期培养•一般比较复杂•培养液:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等.●培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷动保存.采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛体外受精胚胎早期培养胚胎移植受体牛良种犊牛成熟期牛屠宰加工厂市场采集卵巢中的卵母细胞“试管牛”工厂化生产的技术流程图试管动物与克隆动物的区别试管动物克隆动物生殖方式技术手段遗传规律有性生殖无性生殖试管动物技术动物细胞核移植技术遵循不遵循二、体外受精和胚胎体外培养•体外受精概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管受精。过程：（1）精子的收集和获能；（2）卵母细胞的收集和培养；（3）获能精子和卵细胞的受精。“试管动物”胚胎工程的应用及前景胚胎移植1.胚胎移植1).概念:将雌性动物的早期胚胎,或经体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。2）.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。3）.胚胎移植的生理学基础（1).供体和受体具相同的生理环境；（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).胚胎与受体能建立正常的组织联系,但遗传物质没有改变。4)、胚胎移植的基本程序(阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？)（1）供体、受体的选择和同期发情处理（2）配种或进行人工受精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植（5）移植后是否妊娠的检查（1）.对供体、受体进行选择供体：遗传性能和生产性能优秀的个体；受体：健康和正常繁殖能力的个体处理：同期发情具体做法：注射促性腺激素。（2）.采集卵母细胞方法：超数排卵具体做法：注射促性腺激素（2）.配种或人工受精精子来源：同种优良的雄性动物。（3）.胚胎的收集在配种或输精后第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。（4）.对胚胎进行质量检查（5）.胚胎的保存或移植（6）.胚胎的移植方法一：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。（7）.对受体母牛进行是否妊娠的检查(第二次检查)（8）.受体母牛产下胚胎移植的犊牛选择供体母牛受体母牛……同期发情处理……超数排卵供体公牛配种冲卵(胚胎)胚胎质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）总结：讨论:胚胎移植的实质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3、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1).概念:采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成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。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：囊胚或桑椹胚。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。胚胎分割移植的显微操作7)、操作注意事项：①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，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。7)、操作注意事项：②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。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。4.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。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。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,可经诱导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。3).主要用途阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？（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。（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。4.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。（3）.ES细胞也是理论上研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在饲养层细胞上，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.4.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原理是（）A.细胞分裂B.细胞特化C.细胞分化D.细胞增殖C