3.2体外受精和早期胚胎培养
体外受精和早期胚胎培养
09-10学年高明区纪念中学高二级生物科学案执笔：钟日文审核：备课组长签名：【学习目标】1.能简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2.能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【重难点】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。
【课前预习】阅读课本P，完成下列空格：69－73一、试管动物技术1．试管动物技术是指：通过___________使卵子和精子在___________成熟和受精，并通过培养发育为___________后，再经移植产生后代的技术。
2．这项技术的前期工作包括___________和___________。
二、体外受精1．哺乳动物的体外受精主要包括___________、___________和___________等主要步骤。
2．卵母细胞的采集和培养(1)对于实验动物如小鼠、兔、猪、羊，常采用___________处理，使其排出更多的___________，然后从___________中冲取卵子。
(2)对于大型动物或大家畜，如牛，一般从已屠宰母畜的___________中采取，或借助于超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物的___________中吸取卵母细胞。
(3)从___________中冲取的卵子，可直接与获能的精子在体外受精；从___________中采取的卵母细胞，需要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
3．精子的采集和获能(1)收集精子的方法①假阴道法：大家畜或大型动物。
②___________：体型较小，易于控制的。
③___________：野生动物或经济动物。
(2)精子体外获能的方法①培养法：对于___________、家兔及___________等动物的精子，采用将精子放人人工配制的___________中使其获能。
②化学诱导法：对于___________等家畜的精子，可采用将精子放在一定浓度的___________或钙离子载体A23187溶液中，用___________诱导精子获能。
体外受精和早期胚胎培养(3)
采卵
直接从活体动物卵巢中
采集卵母细胞
2021/4/21
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活 页 规 范6 训 练
(3)精子的采集和获能： ①收集精子的方法
a．假阴道法：大家畜或大型动物。 b． 手握 法：体型较小，易于控制的动物。 c． 电刺激 法：野生动物或经济动物。 ②精子体外获能的方法
2021/4/21
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活 页 规 范7 训 练
方法
操作过程
适用动物
培养法
将精子放入人工配制 啮齿动物、家兔及猪等动
的 获能液 中使其 物
获能
化学诱导法
将精子放在一定浓度 的 肝素 或钙离子 载体A23187溶液中， 用化学药物诱导精子 获能
牛、羊等家畜
2021/4/21
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2021/4/21
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活 页 规 范3 训 练
试管动物技术与体外受精
1．试管动物技术 (1)概念：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，并通过培养发育为 早期胚胎后，再 经移植产生后代的技术。 (2)重要应用——良种培育：实现良种牛快速大量繁殖首先要做 的是 体外受精和 早期胚胎的培养。
活 页 规 2范4 训 练
A．过程①中可通过注射促性腺激素增加排卵数量 B．过程②需要在添加ATP的获能液中完成 C．过程③的培养液中应该添加动物血清 D．过程④成功的条件之一是受体对供体胚胎没有排斥
思维导图：
2021/4/21
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2015年人教版高中生物必修三全套精品课件(13)高品质版
卵母细胞。
细胞培养 不需要， 直接用于 受精。
需要
需要
牛卵母细胞
牛卵巢
体外受精胚胎
试管牛（两头小牛）
B超活采仪
牛活体采卵示意图
2.精子的收集和获能
（1）收集精子的方法: 假阴道法 手握法 电刺激法
家畜采精用假台畜
（2）精子的体外获能 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 培养法 和 化学诱导法 两种。
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。
对于 啮齿动物 、 家兔 和 猪 的精子，一般采用 培养法；对于牛 、羊 等家畜的精子常用化学法。
3.受精
获能的精子和培养 成熟的卵子，一般情 况下在 获能溶液 或 专用受精溶液 中完成 受精过程。
基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取
物质③DNA 进行PCR扩增。然后用MstⅡ
对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切
产物。据此判断，MstⅡ是一限种制
酶。
（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速
率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员
的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如
④，据此判断胎儿为正常
（正常/患者/携
选修3现代生物技术专题 专题3 胚胎工程
3.2 体外受精和早期胚胎培养
一、试管动物技术 1、概念：
通过人工操作使卵子和精子在 体外条件 下成熟和 受精，并通过培养发育为 早期胚胎 后，再经 移植 产 生后代的技术。
2、主要技术手段：
体外受精、早期胚胎的培养、胚胎移植
2、意义：
可以实现良种家畜的快速大量繁殖
选修3 专题3 3[1].2体外受精和早期胚胎培养(人教版)
![选修3 专题3 3[1].2体外受精和早期胚胎培养(人教版)](https://img.taocdn.com/s3/m/3f3e70e69b89680203d825ad.png)
专题3 胚胎工程3.2 体外受精和早期胚胎培养『课标解读』1、知识方面简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
2、情感态度与价值观方面认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
3、能力方面能够使用通俗语言介绍体外受精何早期胚胎培养技术。
『网络构建』试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在条件下成熟和，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
方法一：用处理，使其超数排卵，从中冲取精子（针对卵母细胞的实验动物，家畜猪、羊等）方法三：借助、内窥镜、等工具直接从母畜中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）体外受精卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟精子的采集：方法有、手握法和电刺激法等精子的：方法有培养法（通过获能培养液）、法（通过肝素或钙离子载体A23187）获能溶液或专用的受精溶液受精：获能的精子＋培养成熟的卵子完成受精胚胎早期培养条件：受精卵在发育培养液中培养培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、等答案：体外受精采集促性腺激素输卵管超声波探测仪腹腔镜活体卵巢假阴道法获能化学诱导血清『重难点归纳』一、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么？方法一：对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。
方法二：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。
方法三：直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采卵。
需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。
后两种方法适用于大家畜和大动物。
注意：采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
二、如何选择用于体外培养的卵母细胞？在选择卵母细胞时，无论用哪种方法采集到的卵母细胞，外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围，形成一个叫卵丘复合体的结构（COC）。
这种结构对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重要的。
人教版生物选修3课件：3.2
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专题3
胚胎工程
3.受精 获能精子和培养成熟的卵子，一般情况下都
可以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
1.培养液的成分 维生素 一般包括无机盐类、有机盐类、_______、激 血清 素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及_______
等物质。
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专题3
胚胎工程
D
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专题3
胚胎工程
变式训练 下列关于培育试管婴儿的叙述，不正确的是
(
)
A．培育试管婴儿要进行体外受精过程
B．试管婴儿的发育场所主要在试管内
C．试管婴儿的发育场所主要在母体内 D．试管婴儿具有双亲的遗传特性
栏育试管婴儿是精子和卵子在
体外培养情况下受精，然后将早期发育的胚 胎(多为四细胞时期)移植回母体子宫内继续 发育，足月后分娩。受精卵在试管内发育的 时间很短。
液的成分简单
C．动物种类不同，进行胚胎移植的早期胚 胎所处阶段不同
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专题3
胚胎工程
D．进行胚胎移植之前，可将培养到适宜时期 的早期胚胎进行保存
解析：选B。进行胚胎早期培养的发育培养液,
与动物细胞培养液相似，但成分稍复杂。
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专题3
胚胎工程
3．2 体外受精和早期胚胎培养
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专题3
胚胎工程
学习导航
1.简述试管动物培育过程。 [重点]
2.简述卵母细胞的采集和培养方法。 3.了解收集精子和获能的处理方法。 [重点]
栏目 导引
专题3
胚胎工程
新知初探思维启动
一、试管动物技术 体外 1.概念：通过人工操作使精子和卵子在_____ 条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期 胚胎，经胚胎移植后产生后代的技术。 体外受精 2.前期技术：_________、早期胚胎培养。
3.2体外受精和早期胚胎培养
电刺激法 野生或经济动物
2、精子细胞的采集和获能
b.体外受精需要哪些前处理？
（2）精子体外获能的方法： 培养法: 放入人工配制的获能液中 如：啮齿动物、家兔和猪等 化学诱 放在一定浓度的肝素或钙离子 导法: 载体A23187溶液中 如：牛、羊等
3.受精
获能的精子
和培养成熟的卵 子，一般情况下
在 获能溶液 或
集卵子？
采用的主要方法是给供体注射 促性腺激素，使其排出更 多的卵子，之后从 输卵管中冲取卵子，直接与获能的精 子在体外受精。（输卵管冲取法)
1.卵母细胞的采集和培养
c.对于大家畜或大型动物如何采集卵子？ 大家畜或大型动物，如牛，卵细胞的采集： 屠宰场已屠宰母畜的 卵巢中采集卵母细胞，
借助 超声波(B超)探测仪 、内窥镜 或 腹腔镜 等工
（2）在过程③中，当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应，
。过程⑥涉及的技
②人工授精
③胚胎移植
④核移植
下图是培育能产生凝血因子牛的过程示意图，回答相关问题：
（1）为能从良种母牛体内一次取得多枚卵子，可以采用 注射促性腺激素 的方法。据报道，这种技术已经被滥用于人类 生育中，从而出现许多人工“多胞胎”，这种技术带来的危害之 一是影响胎儿的健康发育、对孕妇的身体不利等 如透明带反应等，其意义是 术是 胚胎移植 。 防止多精入卵 。
体外早期胚胎的培养
胚胎移植
Байду номын сангаас
精子采集 精子体外获能
体内发育
二、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
其在试管中受精。
主要包括卵母细胞的采集 、精子的获取 和 受精 等几个主要步骤 。
思考：子代数目的多少取决于精子数还 是卵子数？
体外受精和早期胚胎培养
体外受精和早期胚胎培养什么是体外受精？体外受精，也称为试管受孕，是一种辅助生殖技术，通常用于治疗不育或生育困难的夫妇。
这种技术涉及将精子和卵子结合在实验室中，培育成胚胎，然后将胚胎植入母体内部。
在体外受精中，女性接受某种类型的生殖激素治疗，以刺激卵巢产生多个成熟卵子。
然后，医生使用一种称为卵巢刺激素的药物来取出成熟卵子，而不是等待它们排出体外。
接下来，医生将成熟的卵子与男性捐献的精子结合在一起，使其在实验室中受精。
经过一段时间的培育，科学家会将形成的多个胚胎中的最佳品质的胚胎选择出来，并移植到女性子宫内，以期着床并产生婴儿。
早期胚胎培养是什么？早期胚胎培养是指将结合健康成熟卵子和精子形成的早期胚胎（通常在1-5天内）培养和孵化在实验室中。
这种技术可以帮助医生选择最好的胚胎进行移植，以提高着床和发育成功的可能性。
早期胚胎培养的一个重要目标是保持胚胎在一个稳定的环境中，以允许它们自然地发展和成长。
胚胎须在温度恒定、PH值平衡、氧气含量和营养物质充足的情况下生长，以确保高品质的生长和发展。
这需要使用专业的实验设备、培养基和技术，以确保最佳环境条件的维持和保持胚胎发展的轨迹。
早期胚胎培养的优势早期胚胎培养带来很多大大优势，包括：更好地选择最佳胚胎早期胚胎培养可以帮助医生选择最好的品质的胚胎来实现更高的成功率，这是通过对早期胚胎的外观、生长速度以及基因组成进行评估来实现的。
更安全的患者体验与传统的胚胎移植技术相比，早期胚胎培养技术可以更安全地孵化胚胎并选择最好的品质。
然后，医生将最好的胚胎植入母体，减少了患者在移植周期过程中的风险。
更高的成功率早期胚胎培养可以通过提高选择最佳胚胎的准确性和质量来提高成功的概率。
这种技术可以大大增加试管婴儿的受孕率和活产率，同时降低流产率。
也可以降低孪生和多胞胎妊娠的风险，进一步提高生育治疗的成功率。
体外受精和早期胚胎培养技术在治疗不孕症方面是非常成功和高效的。
通过使用最先进的技术，医生可以选择最佳品质和数量的胚胎并增加成功率，从而为许多夫妇实现梦想的孕育孩子提供机会。
选修III 3.2 体外受精与早期胚胎的发育
试管 苗
克隆 羊
核移植、 动物细胞 动物细 细胞培养 核的全能 胞工程 和胚胎移 性 植
3.2 体外受精和早期胚胎培养
一、从试管牛说起 1、问题
（1）我国大多数牛的品种，产肉量或产奶量与 国际上的优良品种相比都有一定差距。 我国 奶牛：3000kg； 国际良种奶牛：10000kg； 我国内蒙黄牛：300kg； 澳大利亚纯种海福特肉用牛(2岁)：800kg （2）不可能靠大量引进良种牛来提高产量。 3～5万元 （3）牛的生育率很低。 一头牛一生只生育4～5头牛犊
3.2 体外受精和早期胚胎培养
三、胚胎的早期培养 1、发育培养液（适合的温度和PH） 成分： 无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、 核苷酸等营养成分，以及血清等物质。 目的： 早期胚胎的培养； 受精状况和受精卵的发育能力 3、胚胎移植时间 （1）牛、羊等：桑椹胚或囊胚阶段 （2）小鼠和家兔等实验动物：卵裂期的胚胎 （3）人的试管胚胎：8-16 个细胞阶段
3.2 体外受精和早期胚胎培养
二、体外受精 （二）精子的采集和获能 2、精子获能 （1）培养法 人工配制的获能液； 适用啮齿动物、家兔和猪等的精子 （2）化学诱导法 一定浓度的肝素或钙离子载体 适用牛、羊等家畜的精子
3.2 体外受精和早期胚胎培养
二、体外受精 （三）受精 1、条件 （1）精子获能和卵子成熟 （2）获能溶液或专用的受精溶液 2、过程 3、意义 （1）成为常规的动物繁殖生物技术 （2）可研究动物生殖细胞的发生机制
如何快速繁育新品种呢？
3.2 体外受精和早胚胎培养
一、从试管牛说起 2、解决方法
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国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右
国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右
引进一头良种成年奶牛需要3万－5万元
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，公牛产生的精 子数目就更多了。 伟大设想诞生了
C.克隆技术
D.基因工程
④核移植
①②③ （2）“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？ （填序号） ①体外培养 ②人工授精 ③胚胎移植
阶段才可移植
D. 体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外 进行 2、下列现代生物技术成果获得必须通过胚胎移植的是 A. 转基因良种鸡 C. 单克隆抗体 B. 重组酵母乙肝疫苗 D. 试管婴儿
D
3、采集的卵母细胞，在体外经人工培养成熟后，才能与获能的
精子受精，以下原因不正确的是 B. 动物排出的卵子成熟程度不同 C. 体外人工培养至减数分裂第二次分裂中期时才成熟 D. 冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大 4、下列关于滋养层细胞的叙述，不正确的是 A. 囊胚滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜 A. 卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
小 结
采集卵母细胞
1）超数排卵（试剂） 方法 2）活体取卵（仪器） 3）从屠宰的卵巢取卵
采集精子
方法①②③
体外培养 成熟的卵子
体外获能
（方法，试剂）
（时期：MII中期 ）
获能的精子
体外受精
（试剂）
（培养条件、目的阶段） 早期胚胎培养 胚胎移植 受体牛
比较试管动物和克隆动物 试管动物 克隆动物
生殖方式
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卵巢中采集卵母细胞. 也可以借助 超声波(B超)探测仪、内窥镜 或 腹腔镜等工具确定卵泡位置，直接从活体动物 中吸取，在体外进行人工培养，使其成熟。
牛卵巢
B超活采仪
活 体 采 集 的 牛 卵 母 细 胞
CO2培养箱内进行培养
书P70~71
D
C
B. 可以用滋养层细胞做DNA分析性别鉴定
C. 囊胚滋养层细胞就是将来原肠胚的外胚层 D. 滋养层细胞沿透明带内壁扩展和排列
5、下列有关胚胎工程的叙述，正确的是
C
A. “试管动物”的生殖方式属于无性生殖 B. 卵裂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 D. 对某一胚胎的干细胞移植，产生的动物中雄性和雌性的 概率各占1/2 6、下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（ B. 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 D. 受体母畜需要遗传性状优良的品种，供体母畜可用遗 传性状一般的品种
B）
A. 通过胚胎体外培养可直接获得新生儿
7、“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在 试管中完成受精，并在试管中培养受精卵使其发育到桑椹胚或囊 胚阶段，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分 不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了 新的途径。据此回答： （1）“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是A A.有性生殖 B.组织培养
“ 试 管 牛 ” 工 厂 化 生 产 的 技 术 流 程 图
采集良种母牛的卵母细胞 采集良种公牛精子
卵母细胞的体外培养 精子体外获能
体外受精
良种牛体外受精胚胎 胚胎移植 借腹怀胎 受体牛 良种犊牛 成熟期牛
采集卵巢中的 卵母细胞
屠宰加工厂
市场
概念：采取雌性动
物的 卵细胞 和雄
性动物的 精子 ，
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
根据资料回答下列问题：
1.资料上用到了什么生物技术？
试管婴儿技术
包括体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植技术
2.试管婴儿和母亲正常怀孕的过程有何异同？
相同之处： 都通过有性生殖产生，在母体子宫内发育形成胎儿。 不同之处：
体外受精，并在体外发育成早期胚胎，然后胚胎移植。
技术手段
有性生殖
体外受精 胚胎移植
无性生殖
核移Байду номын сангаас技术、
胚胎移植
遗传物质 遗传规律
来自2个个体 主要来自核供体 遵循 不遵循
巩固练习
1、关于牛体外受精及胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是
C
A. 精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B. 采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵 C. 成熟的卵细胞与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定
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。
体外受精技术的应用：动物胚胎工厂 化生产，解决人类男性或女性不育 问题。
世界上第一个试管婴儿路易斯-布朗
1978年7月25日世界首例试管婴儿
1988年3月10日我国首例试管婴儿
试管动物技术过程：
第一步：体外受精 第二步：早期胚胎的培养 第三步：胚胎移植
哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？
精子和卵子的发生-----受精-----胚胎的发育
哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节？
获得精子和卵子----体外受精---体外胚胎培养
1982年世界首例试管牛犊问世 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，并通过培养发育为早期 胚胎后，再经移植产生后代的技术。
使其在 试管 中受精。
主要包括卵母细胞的采集、 精子的获取 和 受精 等几个主要步骤 。(书P69)
书P69~70
对不同动物,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
卵细胞的采集：
最常用的方法是卵巢经过 超数排卵处理， 具体做法是给供体注射 促性腺激素，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 输卵管中冲取卵子，直接与获能的 精子在体外受精。
收集精子的方 法有： 假阴道法 手握法 电刺激法
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，用化学药物诱导获能。
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或移植胚胎。
3.受精
在获能溶液或专 用的受精溶液 中完成受精过 程
离心的目的是什么？ 卵母细胞的培养的 目的是什么？
保存剩余的卵子和精子的方法是什么？
二、胚胎的早期培养
1、目的：精子与卵子在体外受精后，应将受精 卵移入 发育培养液 中继续培养，以便检查受精 状况和受精卵的 发育 能力。
二、胚胎的早期培养
2、培养液成分：
盐类：无机盐和有机盐
营养物质：氨基酸、核苷酸 调节物质：维生素、激素 特有物质：动物血清
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。
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
试管动物——利用精子、卵