体外受精和早期胚胎发育

伟大设想诞生了
试管动物技术
1982年世界首例试管牛犊问世
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， 再经移植产生后代 的技术。
精子 卵子
受精卵
早期胚胎
移植
子宫
个体
试管动物技术
意义： 1、快速繁殖动物优良品种 2、可以解决生育低的问题 3、可以通过普通家畜繁 育良种家畜 4、更多有效地利用卵母细胞
小鼠甲（体细胞）的核基因和小鼠乙（卵细胞） 的细胞质基因
1.卵母细胞的采集和培养
a.如何使雌性动物排出更多的卵子？ 超数排卵处理 对不同动物,采集卵母细胞的方法不同。 b. 对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊如何采
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。
1.卵母细胞的采集和培养
根据资料回答下列问题： 1.试管婴儿技术包括哪些操作步骤？ （体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植） 2.试管婴儿培育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;都要在母体 子宫内发育形成胎儿。 不同之处：受精作用在体外，并在体外发育成
早期胚胎进行胚胎移植。
一、从试管牛说起
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
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，
。
（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， 防止多精入卵 如透明带反应等，其意义是 。过程⑥涉及的技
术是
胚胎移植。
9.回答下列问题
1）进行小鼠胚胎工程时，首先在光控周期下饲养成年 雌鼠，并注射促性腺激素，目的是 促进超数排卵 。 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，在一定条件下培 养一段时间，目的是 使精子获能 。再在37℃， 5%CO2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。 定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5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 囊胚 ___期。 隙，这时胚胎已经进入__
2、精子细胞的采集和获能
阅读P70、71思考以下问题： a.精子的采集有哪些方法？ b.体外受精需要哪些前处理？
2、精子细胞的采集和获能
a.精子的采集有哪些方法？ （1）采集方法： 假阴道法 大家畜或大型动物 手握法 猪、犬等体型较小，易于控制的 动物
电刺激法 野生或经济动物
此外，啮齿类实验动物可在处死后从附睾尾收集精液。
元素、血清等
CO2培养箱
三、胚胎的早期培养
精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养 液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。 培养液成分：有机盐、无机盐、维生素、激素、氨基酸、 核苷酸、血清等
三、胚胎的早期培养
动物胚胎培养液成分与动物细胞培养液成分比较 项目 动物胚胎培养液 动物细胞培养液
细胞质
核移植
显微注射 重组细胞
早期 胚胎移植 C代孕 胚胎 母体
D新个体
（与B遗传物质相同）
比较试管动物和克隆动物
试管动物 发育起点 生殖方式 技术手段 受精卵 有性生殖 体外受精 胚胎移植 克隆动物 重组细胞 无性生殖 核移植技术、 胚胎移植 主要来自核供体
遗传物质 来自2个个体
遗传规律
遵循
不遵循

2）如果体外受精后，在精原核与卵原核融合之 前，用微型吸管除雄原核，再用细胞松弛素B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。这种方法在动物新 品种选育中的显著优点是 。
容易获得纯合子并缩短育种时间

3）如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核 卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙 的基因来源有 。
新鲜或解 冻的精液 精子离 心处理
卵母细 胞培养
MⅠ期卵母细胞
MⅡ期卵 母细胞
获能精子 体外受精
精子获能处理
受精卵培养
人工授精就是体外受精吗？
人工授精就是用人工方法将精液注 入雌性动物体内，所以受精过程在 体内完成。 体外受精的受精过程在体外完成。

三、胚胎的早期培养
复习：动物细 胞培养的条件 是什么？ 动物细胞培养 液成分? 糖、氨基酸、 促生长因子、 无机盐、微量
A. 精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
C
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
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
D B. 重组酵母乙肝疫苗
D. 试管婴儿
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
A. 卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程 B. 动物排出的卵子成熟程度不同
D
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
盐类
营养物质 调节物质 特有物质
无机盐和有机盐 无机盐、微量元素 氨基酸、核苷酸 维生素、激素 血清 糖、氨基酸 促生长因子
血清、血浆
三、胚胎的早期培养
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
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： 可在更早的阶段移植 试管婴儿： 8~16个细胞阶段 注：胚胎发育的主要场所是母体
§3.2体外受精和早期胚胎培养
学习目标



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。 认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
学习重点
（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。
学习难点
（1）卵母细胞的采集和培养。 （2）精子的采集和获能。
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： 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，直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。 d.采集的卵子是否马上可以受精？ 采集的卵母细胞，都要在体外经 人工培养成熟 后，才 能与 获能 精子结合完成受精。
试管动物技术过程： 第一步：体外受精 第二步：胚胎的早期培养 第三步：胚胎移植
问题：
怎样用一个流程图表示体外受精的过程？
采集卵母细胞
采集精子
体外培养
成熟的卵子
体外获能
（时期：MII中期 ）
获能的精子
体外受精 早期胚胎培养 胚胎移植 受体动物
二、体外受精
概念：采取雌性动
物的 卵母细胞 和雄
性动物的 精子 ，
奇思妙想
为充分利用屠宰母畜卵巢上的卵母细胞，不 妨将屠宰场和“胚胎工厂”合建。这样屠宰场的 产品就不仅是鲜肉，还会生产出大量的胚胎和胚 胎工程所需的原材料，你看这个想法可行吗？ 目前，从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢 平均可采集10枚左右可用卵母细胞，经体外培 养成熟和受精后约可获4枚可用的胚胎，经过 移植给受体母牛，最终可得到1～2头犊牛。牛 体外受精胚胎的工厂化生产已经成为可能。
2、精子细胞的采集和获能
b.体外受精需要哪些前处理？
（2）体外精子获能的方法： 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
卵巢
卵母 细胞
3、体外受 精过程 在获能溶 液或专用 的受精溶 液中完成 受精过程
图“ 试 管 牛 ” 工 厂 化 生 产 的 技 术 流 程
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 胚胎移植 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
思考：试管牛的产生属于克隆吗？
克隆动物的培育过程
去核 A雌性动 物卵子 B动物体 细胞 取核
B
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.有性生殖 C.克隆技术 B.组织培养 D.基因工程
使其在 体外 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 。
1.卵母细胞的采集和培养 阅读P69、70思考以下问题：
a.如何使雌性动物排出更多的卵子？ b.对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊如何采集 卵子？ c.对于大家畜或大型动物如何采集卵子？ d.采集的卵子是否马上可以受精？
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
A. “试管动物”的生殖方式属于无性生殖
C
B. 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 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（ ） A. 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 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