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1、体外受精及早期胚胎培养 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望体体外外受受精精和和早早期期胚胚胎胎培培养养2 2?19881988年年3 3月月1010日我国首例试管婴儿郑萌珠日我国首例试管婴儿郑萌珠你知道你知道“试试管管婴婴儿儿”吗吗？1978725 英国英国 女女 世界第一个世界第一个试试管管婴婴儿儿路易路易丝丝布朗布朗思考：思考：(1)试管婴儿是从试管里培育出来的吗？试管婴儿是从试管里培育出来的吗？(2)试管婴儿属于无性生殖吗？试管婴儿属于无性生殖吗
2、？【提示提示】(1)不是。不是。(2)属于有性生殖。属于有性生殖。(1)概念：概念：通通过过人人工工操操作作使使卵卵子子和和精精子子在在体体外外条条件件下下成成熟熟和和受受精精，并并通通过过培培养养发发育育为为早早期期胚胚胎胎后后，再再经经过过移移植植产产生生后代的技术后代的技术(2)过程过程试管动物技术试管动物技术试管动物技术试管动物技术体外受精体外受精国产奶牛：年均产奶量国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右公斤左右国际良种奶牛：年均产奶量国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右公斤左右我国蒙古黄牛：均重我国蒙古黄牛：均重300Kg海福特肉用牛：海福特肉用牛：2岁体重可达岁体重可达800K
3、g1.1.引进一头良种成年奶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2.2.牛牛的的生生育育率率低低，一一头头牛牛一一胎胎只只一一个个，一一生生只只能能生生育四五次育四五次牛牛的的生生育育率率虽虽然然很很低低，但但是是牛牛的的卵卵母母细细胞胞却却相相当当的的多多，其其卵卵巢巢中中卵卵母母细细胞胞数数目目要要比比一一生生中中排排卵卵数数多多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当地黄牛的数量多，价格低廉当地黄牛的数量多，价格低廉伟大设想诞生了伟大设想诞生了试管动物技术试管动物技术1、卵母、卵母细胞的采集和培养胞的采集和培养2、精子的采集和、
4、精子的采集和获能能3、受精、受精体外受精如何使雌性动物排出更多的卵子如何使雌性动物排出更多的卵子对实验动物小鼠、兔和小家畜对实验动物小鼠、兔和小家畜,猪、羊动物如何采集卵子猪、羊动物如何采集卵子对于大家畜或大型动物如何采集卵子对于大家畜或大型动物如何采集卵子采集的卵子是否马上可以受精采集的卵子是否马上可以受精促性腺激素处理促性腺激素处理(注射还是口服注射还是口服)从输卵管中冲取卵子，又叫（冲卵）从输卵管中冲取卵子，又叫（冲卵）屠宰场从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。屠宰场从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜（活体采卵）超声波
5、探测仪、内窥镜或腹腔镜（活体采卵）初级卵母细胞，体外培养至初级卵母细胞，体外培养至MII中期中期卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养冲卵冲卵活体采卵活体采卵VS次级卵母次级卵母卵子存活时间有限卵子存活时间有限初级卵母细胞初级卵母细胞牛卵巢牛卵巢牛卵巢中采卵牛卵巢中采卵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2.2.精子的收集和获能精子的收集和获能1)1)收集的方法收集的方法:假阴道法假阴道法,手握法手握法和和电刺激电刺激等等2)2)获能处理获能处理:培养法：培养法：把精子放入获能液中。把精子放入获能液中。（啮齿动物、家兔和猪）（啮齿动物、家兔和猪）化学法：化学法：把精子放
6、入一定浓度肝素等溶液中。把精子放入一定浓度肝素等溶液中。（牛、羊）（牛、羊）3.3.受精受精 在在获能溶液获能溶液或或专专用的受精溶液用的受精溶液中完成受精过中完成受精过程程离心的目的是什么？离心的目的是什么？卵母细胞的培养的卵母细胞的培养的目的是什么？目的是什么？二、胚胎的早期培养二、胚胎的早期培养 受精卵受精卵胚胎胚胎受体受体目的：目的：发育培养液发育培养液:移植：移植：？不同生物有不同的适宜阶段不同生物有不同的适宜阶段检查受精状况和受精卵发育能力检查受精状况和受精卵发育能力成分：成分：水、无机盐、有机盐、维生素、激素、水、无机盐、有机盐、维生素、激素、水、无机盐、有机盐、维生素、激素、水
7、、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等氨基酸、核苷酸以及动物血清等氨基酸、核苷酸以及动物血清等氨基酸、核苷酸以及动物血清等.不同动物胚胎移植不同动物胚胎移植时间不同时间不同牛、羊：牛、羊：桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚阶段阶段小鼠、家兔：小鼠、家兔：卵裂期或卵裂期或囊胚阶段囊胚阶段试管婴儿：试管婴儿：8 8个或个或1616个个细胞阶段细胞阶段 胚胎培养发育到适宜阶段时，可将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。其取出向受体移植或冷冻保存。为充分利用屠宰母畜为充分利用屠宰母畜卵巢上的卵母细胞，不卵巢上的卵母细胞，不妨将屠宰场和妨将屠宰场和“胚胎工胚胎工厂厂”合
8、建。这样屠宰场合建。这样屠宰场的产品就不仅是鲜肉，的产品就不仅是鲜肉，还会生产出大量的胚胎还会生产出大量的胚胎和胚胎工程所需的原材和胚胎工程所需的原材料，你看这个想法可行料，你看这个想法可行吗？吗？奇思妙想奇思妙想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胚胎移植胚胎移植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的卵母细胞采集卵巢中的卵母细胞“试试管管牛牛”工工厂厂化化生生产产的的技技术术流流程程图图胚胎移植胚
9、胎移植采集卵母细胞采集卵母细胞体外培养体外培养采集精子采集精子体外获能体外获能体外受精体外受精早期胚胎培养早期胚胎培养受体牛受体牛小小结结（时期时期：）1 1）超数排卵）超数排卵（试剂）（试剂）2 2）活体取卵）活体取卵（仪器）（仪器）3 3）从屠宰的卵巢取卵）从屠宰的卵巢取卵方法方法（方法，试剂方法，试剂）（试剂）（试剂）（培养条件、目的阶段）（培养条件、目的阶段）成熟的卵子成熟的卵子获能的精子获能的精子MIIMII中期中期方法方法良种牛犊良种牛犊有性生殖 无性生殖 核移植技术、胚胎移植遵循 不遵循体外受精体外受精胚胎移植胚胎移植 试管动物 克隆动物生殖方式技术手段遗传物质遗传规律比较试管动
10、物和克隆动物比较试管动物和克隆动物来自双亲 主要来自核供体 1、下列有关胚胎工程的叙述，正确的是、下列有关胚胎工程的叙述，正确的是A.“试管动物试管动物”的生殖方式属于无性生殖的生殖方式属于无性生殖B.卵裂球时期每一个细胞的体积比受精卵大卵裂球时期每一个细胞的体积比受精卵大C.通过胚胎移植技术可充分发挥良种母畜的繁殖潜力通过胚胎移植技术可充分发挥良种母畜的繁殖潜力D.对某一胚胎的干细胞移植，产生的动物中雄性和雌性对某一胚胎的干细胞移植，产生的动物中雄性和雌性 的概的概 率各占率各占1/2C 2、下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（、下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（）A.通过胚胎体外培养可直接获
11、得新生儿通过胚胎体外培养可直接获得新生儿B.超数排卵技术要使用一定的激素超数排卵技术要使用一定的激素C.胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种D.受体母畜需要遗传性状优良的品种，供体母畜可用遗传性受体母畜需要遗传性状优良的品种，供体母畜可用遗传性 状状一般的品种一般的品种B （20092009江苏）江苏）8 8下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（的叙述，正确的是（）A A卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 B B胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割胚胎分割
12、时需将原肠胚的内细胞团均等分割C C胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点等特点 D D胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取获取D下列说法符合胚胎移植生理学基础的是下列说法符合胚胎移植生理学基础的是 ()()A A供供受受体体的的发发情情时时间间要要一一致致，才才能能使使胚胚胎胎在在移移植植前前后后所所处的生理环境保持一致处的生理环境保持一致B B供供体体胚胚胎胎移移入入受受体体子子宫宫的的位位置置，应应与与在在供供体体内内的的位位置置相同或相似相同或相似C C受受体体子子宫
13、宫与与外外来来胚胚胎胎发发生生排排斥斥反反应应，是是胚胚胎胎移移植植过过程程需要重点克服的难题需要重点克服的难题D D胚胚胎胎移移植植产产下下的的个个体体在在细细胞胞质质基基因因控控制制的的性性状状上上与与受受体母亲相似体母亲相似A A(2011江苏江苏)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是下列关于胚胎工程的叙述，错误的是 ()A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精精B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常
14、都需加入血清清D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术移植技术B（20092009全国卷全国卷）3.3.下列有关哺乳动物个体发育的叙下列有关哺乳动物个体发育的叙述，错误的是述，错误的是()()A.A.胚胎发育过程中也会出现细胞衰老胚胎发育过程中也会出现细胞衰老B.B.幼鹿经过变态发育过程长出发达的鹿角幼鹿经过变态发育过程长出发达的鹿角C.C.胚后发育过程中伴有细胞分化胚后发育过程中伴有细胞分化D.D.来自原肠胚同一胚层的细胞经分化发育成不同的来自原肠胚同一胚层的细胞经分化发育成不同的 组织组织B B（2008江苏）江苏）34
15、B B题。下面是以小鼠为对象进行的研究工作，题。下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。请分析回答问题。（1 1）进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照）进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照14h14h，黑暗，黑暗10h10h）饲养成年雌鼠，并注射促进性腺激素，目）饲养成年雌鼠，并注射促进性腺激素，目的是的是_ _ 。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是定条件下培养一段时间，目的是_ _ _ 。再在。再在3737，5%
16、CO5%CO2 2条件下，精卵共同作用条件下，精卵共同作用4h4h，冲洗后继续培养。，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5 5天可以看到胚胎发生天可以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎_期开始的标志。期开始的标志。“汉水丑生的生物同行汉水丑生的生物同行”超级群大型超级群大型公益活动：历年高考题公益活动：历年高考题PPT版制作。版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。以任何形式用于商业目的。2012 年年1月月15日，
17、汉水丑生标记。日，汉水丑生标记。促进排卵（或超数排卵）促进排卵（或超数排卵）囊胚囊胚使精子获能使精子获能（2 2）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素吸管除雄核，再用细胞松弛素B B处理（作用类似于用秋水处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是这种方法在动物新品种选育中的显著优点是 。（3 3）如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞）如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育
18、成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于于 。“汉水丑生的生物同行汉水丑生的生物同行”超级群大型超级群大型公益活动：历年高考题公益活动：历年高考题PPT版制作。版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。以任何形式用于商业目的。2012 年年1月月15日，汉水丑生标记。日，汉水丑生标记。容易获得纯合子并缩短育种时间容易获得纯合子并缩短育种时间 小鼠甲（体细胞）的核基因和小鼠乙（卵细胞）的小鼠甲（体细胞）的核基因和小鼠乙（卵细胞）的细胞质基因细胞质基因 （4 4）如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基）如果将
19、外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵因可能随机插入到小鼠受精卵DNADNA中。这种受精卵中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因。外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因。“汉水丑生的生物同行汉水丑生的生物同行”超级群大型超级群大型公益活动：历年高考题公益活动：历年高考题PPT版制作。版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。以任何形式用于商业目的。2012 年年1月月15日，汉水丑生标记。日，汉水丑生标记。外源基因的插入
20、使受精卵内生命活动必需外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达的某些基因不能正常表达 2.（2010江苏）下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶江苏）下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是羊的叙述，错误的是()A对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割分割C利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎胎D一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎
21、和多胞胎的比例胎的比例B长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下面是科学家快为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法，请据图回答：速繁殖良种奶牛的两种方法，请据图回答：(1)在试管牛在试管牛E和克隆牛和克隆牛G的培育过程中都必须用到的两项的培育过程中都必须用到的两项技术是动物细胞培养和技术是动物细胞培养和 。(2)成熟的精子必须经过成熟的精子必须经过 过程才具有受精
22、能力。过程才具有受精能力。作用激活次级卵母细胞完成减数第二次分裂。作用激活次级卵母细胞完成减数第二次分裂。(3)科学家将人的科学家将人的抗胰蛋白酶基因转入上图的重构卵中，抗胰蛋白酶基因转入上图的重构卵中，发现克隆牛发现克隆牛G的乳汁中含人的的乳汁中含人的抗胰蛋白酶，其原因是抗胰蛋白酶，其原因是 。(4)克隆牛克隆牛G的性别是的性别是 ，试管牛，试管牛E的性别是的性别是 。(5)培育试管牛培育试管牛E时需对母牛时需对母牛B和母牛和母牛D注射激素，其目的注射激素，其目的 是是 ，以便将胚胎移至母牛，以便将胚胎移至母牛D的子的子宫内。宫内。使母牛使母牛B B和母牛和母牛D D同期发情同期发情胚胎移植
23、胚胎移植获能获能受精受精克隆牛克隆牛G G的乳腺细胞中含有人的蛋白酶基因，并表达了的乳腺细胞中含有人的蛋白酶基因，并表达了雌性雌性雌或雄性雌或雄性2010山东理综山东理综胚胎工程是一项综合性的动物繁育胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。（1）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是外培养，其目的是 ；从良种公牛采集；从良种公牛采集的精子需的精子需 后才能进行受精作用。后才能进行受精作用。（
24、2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供以维持细胞呼吸外，还需要提供 气体以维持气体以维持 。（3）图中过程）图中过程A称为称为 ，它在胚胎工程中，它在胚胎工程中的意义在于的意义在于 。（4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是入方法是 ；获得转基因母牛后，如果；获得转基因母牛后，如果 ，即说明目的基因已经表达。，即说明目的基因已经表达。使卵母细胞成熟使卵母细胞成熟获能获能COCO2 2pHpH胚胎移植胚胎移植提高优良母畜的繁殖率提高优良母畜的繁殖率显微注射法显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素牛奶中含有人类白细胞介素