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2018届-体外受精和早期胚胎培养


第二节 体外受精和早 期胚胎培养

试管婴儿

1978年7月26日,世 界首例试管婴儿“路 易斯.布朗”在英国 诞生,现已成为母亲。

1988年3月10日我国首例 试管婴儿
“神州试管婴儿之母”张丽珠教授和我国大陆首例 试管婴儿郑萌珠

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,生产的过程有何 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:受精作用在体外,并在体外发育成
早期胚胎进行胚胎移植。

存在困难: 1、引进一头良种成年奶牛需要3万-5万元。 2、牛的生育率低,一头牛一胎只一个,一生 只能生育四五次。(牛的妊娠期约280天)

讨论1:是否有可能让引进的良种牛快速 大量的繁殖?为什么?

理论基础:
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 (精子数:50亿/mL)

讨论2:如何让引进的良种牛快速大量的繁殖?

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。

目的: 快速繁殖动物优良品种 技术手段: 体外受精和早期胚胎培养

哺乳动物个体发育过程 精子 卵子



受精卵



早期 胚胎



幼体

试管 新个体 动物

试管动物技术的三个基本操作环节: 第一步:体外受精 第二步:胚胎的早期培养 第三步:胚胎移植

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?

思考:子代数目的多少取决于精 子数还是卵子数?
方法1:给供体注射促性腺激素,使一头母 畜的卵巢一次排出比自然情况下多几倍到十几 倍的卵子(超数排卵),之后从输卵管中冲取

卵子,直接与获能的精子在体外受精。

方法2-1:从屠宰场得到的废弃牛卵巢中采集卵母细胞

方法2-2:从 活体卵巢中采 集卵母细胞

借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等的引导,从 活母畜卵巢采集卵母细胞。操作员先将带有超声波 探头和吸卵针的采卵器通过生殖道插入子宫,同时 将探头贴在卵巢上。根据B超屏幕所显示的卵泡位置, 利用采卵针穿刺卵泡并同时抽吸卵母细胞。

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。

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

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?

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

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

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

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

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

保存剩余的卵子和精子的方法是什么?

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?

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

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

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

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

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

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

A

(2)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术? ①②③ (填序号)

①体外培养

②人工授精

③胚胎移植

④核移植

8、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 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

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 促进超数排卵 雌鼠,并注射促性腺激素,目的 是 。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 使精子获能 是 。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 囊胚 隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这时胚胎已经进 入__ ___期。

? 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 。 ? 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 容易获得纯合子并缩短育种时间 有 。

小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞) 的细胞质基因

1999 年 4 月 23 日晚 9 时,在广州中山医科大学第一附属医院出

生一健康女婴,她是我国首例第三代试管婴儿,父母身体健康、
婴儿的母亲 7 年前生下一男婴,孩子一岁后发病,最后死于脑出

血,5年后,她第二次怀孕6个月时,到医院抽羊水及脐带血诊断, 发现胎儿是男孩,而且是血友病患者,遂引产。夫妇二人最后来 到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了 7 个可做活体

检查的胚胎,并抽取每个胚胎1-2个细胞进行检查后,选择了两
个胚胎进行移植。最后一个移植成功。根据资料回答下列问题:

(1)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀 孕,生产的过程相同之处是: 通过有性生殖产生,在母体子宫内发育形成胎儿 。 不同之处是: 受精作用在体外,并在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植 。 (2)血友病的遗传方式为 伴X染色体隐性遗传 ,如果 用B 、 b分别表示血友病基因和正常基因,则父亲、 BY X 母亲的基因型分别是 和 X B X b ,如果该夫 妇再生一男孩,患血友病的概率是 1/2 。 (3)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后,可通过观 察 染色体组成 ,判断胎儿的性别,你认为医生应选用 女性 胚胎进行移植原因是 男性胎儿从母亲获得b基因,患病的概率为50%,女性正常 ,自然 状态下,出现这样胚胎的概率是 1/4 。该实例体 现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。


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