四、辅助受精技术( P232-233)
辅助受精技术:通过人为方法使精子和卵子完成受精过程,克服精子不能穿过透明带和卵黄膜的缺陷。目前有透明带修饰和精子注入法,由于两种方法都需借助显微操作仪来完成,故又称显微授精(microinsemination)。 (一)透明带修饰法
对透明带打孔、部分切除或撕开缺口。 (二)精子注入法(P233)
直接注入到卵黄周隙或卵母细胞的胞质中,前者称透明带下注射(subzonal insemination, SUZI),后者称胞质内注射(intracytoplasmic sperm injection, ICSI) 第三节 克隆技术
克隆(cloning)(记忆,P233):指不通过精子和卵子的受精过程而产生遗传物质完全相同的新个体的一门胚胎生物技术。 哺乳动物克隆技术:
广义:胚胎分割和细胞核移植技术
狭义:胚胎细胞核移植和体细胞核移植技术 一、胚胎分割
定义(记忆,P233):是运用显微操作系统将哺乳动物附植前胚胎分成若干个具有继续发育潜力部分的生物技术。 (一)发展简介(P233)
(二)胚胎分割的基本程序(P234 )
器具的准备—胚胎预处理—胚胎分割—分割胚的培养—分割胚的保存和移植
(三)胚胎分割的技术进展和存在问题(P235) 存在问题:
1、初生重低2、遗传一致性 3、异常与畸形4、同卵多胎的局限性 二、单个卵裂球分离培养(P235-236)
定义:把哺乳动物早期胚胎分离成单个卵裂球,再把卵裂球单独培养为正常胚胎,然后移植给受体得到克隆后代。 三、胚胎细胞核移植(P236-239)
胚胎细胞核移植(embryonic cell nuclear transfer )(记忆,P236):又称胚胎克隆。它是通过显微操作将早期胚胎细胞核移植到去核卵母细胞中构建新合子的生物技术。 核供体:提供细胞核的胚胎 核受体:接受细胞核的卵子
胚胎克隆的理论基础:早期胚胎细胞具有发育的全能型或多能性 。 胚胎细胞核移植的意义(了解,P236):
1、可大量扩增遗传性状优良的个体,加速品种改良和育种的进程; 2、可扩大濒危种群;
3、为科学研究提供遗传同质动物; 4、大大提高转基因和性别控制技术的效率;
5、为探索核质互作,非细胞核遗传规律和早期胚胎的发育调控机理等提供了有效手段。
(一)哺乳动物胚胎克隆的研究简介 小鼠、绵羊、牛、家兔、山羊和猪 (二)胚胎克隆的操作程序(P236-239) 1、卵母细胞去核2、供体核的准备和移植
3、卵裂球与卵子的融合4、卵子的激活(电脉冲)5、克隆胚的培养
(三)胚胎克隆技术存在的问题(P238)
1、供体核数量的局限性;2、受体卵子的质量;3、核质关系的影响;4、操作技术的影响。
(四)胚胎克隆技术的发展远景(P238-239)
1、比胚胎分割、卵裂球培养大大提高了生产遗传同质动物的效率; 2、在动物研究个体发生发育中,为探索核质互作、胚胎细胞的分化规律上提供了很好的研究手段。 3、为体细胞核移植提供有益的借鉴。 四、体细胞核移植(P239-240)
体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)(记忆):又称体细胞克隆,它是把分化程度较高的体细胞移入到去核卵子中,构建新合子的生物技术。 与胚胎细胞克隆比有2大优点: 1、供体核的数量可无限获得;
2、通过对供体细胞的改造,加速家畜品种改良或生产转基因动物。 SCNT的意义(了解,P239):
1、实现优良家畜的无限扩增;2、简化品种保存为组织细胞的冷冻保存;3、改造体细胞,可大大提高目前的转基因率;
4、通过对特殊个体的无性繁殖可提高经济效益;5、对高价值的特殊医学模型动物进行扩增;6、为人类ES细胞系的建立提供胚胎; 7、对生物学基础研究如细胞分化和胚胎早期发育调控有重要意义。 (一)SCNT技术研究概况(P239) (二)SCNT技术的关键环节(P239)
与胚胎细胞克隆基本相同。主要差别在于供体细胞的选择 (三)SCNT技术目前存在的问题(P240)
1、结果不稳定,效率低(0.5-5%);2、后代死亡率高; 3、用其他体细胞作供体的探索;4、细胞质遗传问题; 5、供体细胞的保存和细胞周期的影响。 (四)SCNT技术的发展远景(了解,P240)
1、大大提高畜牧业的生产效率;2、加强濒危动物的保护力度; 3、克隆与转基因技术结合将大幅度提高转基因效率,克服外源基因随机整合带来的消极影响; 4、进行治疗性克隆。
治疗性克隆:通过体细胞核移植并培育到囊胚期,并从这个囊胚分离出ES细胞,体外定向诱导分化成有特定功能的细胞,就能为需要的病人提供不具有排斥反应的细胞、组织和器官。 第四节 转基因技术
哺乳动物转基因技术(记忆,P240-241):是基因工程与胚胎工程结合的一门新兴生物技术。它是通过一定方法把人工重组的外源DNA导入到受体动物的基因组中或把受体基因中的一段基因切除,从而使受体动物的遗传信息发生人为改变,并且这种改变能遗传给后代的一门生物技术。
通过这种方式又到遗传改变的动物称为转基因动物(transgenic animals)。
一、哺乳动物转基因技术的研究意义(P241) (一)在基础生物学中
1、已用于研究真核细胞的基因转录、表达和调控规律以及个体发育分子的调控规律;2、借助转基因基因模型作更深一步研究。 (二)在基础医学研究中
1、制备动物疾病模型;2、治愈人类的遗传疾病。 (三)在畜牧业中
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1、改造家畜的基因,以达到人们所需目的如加快生长速度、提高饲料报酬或增强抗病力等; 2、生产药用或营养蛋白质; 3、作器官移植。
二、哺乳动物转基因技术的研究概况(P241-242) 三、哺乳动物转基因技术的主要环节(P242) (一)目标基因克隆和体外重组
1、人工合成2、互补DNA的克隆3、DNA克隆 (二)外源基因的导入(P242-244)
1、显微注射法 2、反转录病毒感染法(P243) 3、胚胎干细胞法(P243)4、精子载体法 5、细胞核移植法6、生殖细胞转染法
(三)外源DNA整合、转录及表达的检测(P244-245) 1、外源基因的整合检测2、外源基因的转录检测 3、外源基因的表达检测
(四)转基因动物品系或品种的建立(P245)
第一代转基因动物:半合子转基因动物,外源基因仅在一条染色体上稳定整合
通过选种选配,将2个半合子转基因动物成功交配才能得到纯合子转基因动物,建立转基因动物家系,外源DNA才能在后代中稳定遗传。
四、哺乳动物转基因技术存在的主要问题(P245)
1、效率低,成本高。2、外源基因的随机整合和异常表达3、转基因与动物保护的矛盾4、转基因动物释放及生物安全 五、哺乳动物转基因技术的发展趋势(P245-246) 1、提高效率,降低成本2、加强基因定点整合技术的研究 3、转基因技术的发展将对人类产生深刻的影响 第五节 性别控制技术 一、性别控制技术的发展概况
动物性别控制技术定义(P246,记忆):是通过对动物的正常生殖过程进行人为干预,使成年雌性动物产生人们期望性别后代的一种生物技术。
性别控制的意义(P246)
1、可充分发挥受性别限制的生产性状(如泌乳性状)和受性别影响的生产性状(如肉质,生长速度等)的最大的经济效益; 2、可增强良种选种强度、加快育种进程; 3、克服牛ET中出现的异性孪生不育现象; 4、排除伴性有害基因的危害。 一、性别控制技术的发展概况(P246) 物理法时期(1925-1970):离心,电泳等
这些方法都是以x和y精子之间存在物理差异为依据,如密度、重量、形态、大小、活力和表面电荷。
免疫法时期(1971-1989):H-Y抗原(雄性特异的组织性相容性抗原)
流动细胞仪分离法时期(1990-):最科学,最可靠 二、哺乳动物的性别控制技术(P246-248) (一)X、Y精子的分离 1、 X和Y精子的差异
X精子染色体的含量高于Y精子染色体上特异SRY (Sex-determining region of Y-chromosome)序列。 2、X和Y精子的分离
理论基础:DNA含量:X>Y,Hoechst 33342染色
流动细胞器分类法进行X、Y精子分离的程序(记忆,P247): 1、先用DNA特异性染料对精子进行活体染色;
2、然后精子连同少量稀释液逐个通过激光束,探测器可探测精子的发光强度并不把不同强弱的光信号传递给计算机;
3、计算机指令液滴充电器使发光强度高的液滴带正电,弱的带负电;
4、然后带电液滴通过高压电场,不同电荷的液滴在电场中被分开,进入到两个不同的收集管,正电荷收集管为X精子,负电荷收集管为Y精子 。
(二)早期胚胎性别鉴定(P247-248) 1、核型分析法
从早期胚胎中取出部分细胞,制备染色体标本,观察性染色体类型。
2、SRY片段基因的PCR扩增法
从早期胚胎中取出一个或几个卵裂球,用特异性引物扩增SRY基因,能够产生出扩增DNA片段的胚胎即为雄性,反之为雌性,再把确定性别的胚胎移植到子宫。 3、免疫学方法
雄性特异性组织相容性抗原(H-Y抗原)。 三、性别控制技术的发展前景(P248)
1、流动细胞器分类法和SRY-PCR扩增法是准确而又发展前景的性别控制方法;
2、但前者分离速度太慢影响其在生产中的应用,目前需要解决准确率和分离速度,并加强与IVF和显微受精技术结合提高分离精子的利用率;
3、后者是需要提高灵敏度、减少取样对胚胎的损伤。另外,需要加紧研制各种家畜的SRY-PCR试剂盒。
第六节 动物胚胎干细胞的分离和培养技术(自学)
? 哺乳动物胚胎干细胞(mammalian embryonic stem
cells)又称ES或EK(evans & kaufman)细胞, 它是早期胚胎中分离出来的具有发育全能性的细胞系。 ? 一方面具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,核
大,核质比高,核仁突出,培养时呈克隆状生长;在功能上,它具有发育的全能性,即分化为成年动物体内任何一种类型细胞的能力;
? 另一方面,它又具有细胞系的特性,可在体外培养繁殖而
不发生分化,可进行冷冻保存和遗传改造。
一、ES细胞研究的意义(P249)
1、ES细胞可用于研究哺乳动物个体发育的发生发育规律; 2、可在体外研究细胞的分化规律; 3、可用于研究基因的功能; 4、可用于转基因动物的生产; 5、可治疗人类的某些疾病。
(四)ES细胞技术目前存在的问题和发展远景(P251-252) 1、根据细胞的分化特点建立更有效的培养体系; 2、加强ES细胞体外诱导分化研究; 3、提高家畜ES细胞的分离水平; 4、加速ES细胞在医学上的应用。
第七节 哺乳嵌合体的生产(自学)
嵌合体动物:指由基因型不同的细胞构成的复合个体。包括种内和
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种间嵌合。
如指由2个以上不同的受精卵或3个以上的配子相结合等 嵌合体动物制作方法:
1、卵裂球聚合法:在卵裂阶段使2个以上的胚胎发生粘着和结合。 2、囊胚注入法:在临近着床的胚泡期,用显微操作方法将另一个体的细胞注入到囊胚腔中。 研究现状:
家畜的嵌合体不但已在个体间和品种间取得成功(绵羊、牛等),而且在异种间也得到了活的后代,如绵山羊人工嵌合体,该技术对遗传学研究具有重要意义,塑造特异性状的新奇物种,从而为动物园展示了新的前景,嵌合体也被用来研究免疫学系统的机理。 《动物繁殖学》习题 绪论
1、动物繁殖学的定义? 2、动物繁殖学的主要内容? 第一章 家畜的生殖器官 1、名词解释:睾丸下降;隐睾
2、公畜生殖器官由哪些部分组成?睾丸、附睾和副性腺有哪些主要生理功能?
3、各种雄性动物副性腺的特点?副性腺的生理功能?
4、母畜生殖器官由哪些部分组成?卵巢、输卵管和子宫有哪些主要生理机能?
5、简述睾丸、卵巢的组织结构? 6、各种家畜子宫类型? 第二章 生殖激素
1、名词解释:内分泌学;生殖内分泌学;激素:生殖激素;内分泌;旁分泌;自分泌;胞内分泌;激素的半衰期;反馈;垂体门脉系统;长日照动物;短日照动物 2、下丘脑控制生殖活动有哪两个中枢? 3、何种激素在下丘脑产生但存在垂体中? 4、GnRH的主要生理作用是什么? 5、OXT的主要生理作用是什么? 6、褪黑激素对繁殖系统有那些作用?
7、垂体的结构如何?它是怎样与下丘脑和其他组织器官联系的? 8、LH、FSH、PRL的化学性质、生理作用以及在生产中的应用是什么?
9、几种类固醇激素的基本结构是什么?
10、T、E2和P的化学性质、生理作用以及在生产中的应用是什么?
11、松驰素的来源及主要生理作用?
12、PMSG在何处产生?何时产生?其主要生理作用以及在临床的应用?
13、HCG在何处产生?何时产生?其主要生理作用以及在临床的应用?
14、PGF2α主要在什么地方产生?其主要有哪些生理作用及作用机制?
15、何谓外激素?外激素在畜牧生产中有何作用? 第三章 雄性动物的生殖生理
1、名词解释:公母畜的初情期;性成熟;初配适龄;性行为;性行为链;精子发生;血—睾屏障;精子的释放;精子发生周期;精细管上皮波;精细管上皮周期;冷休克;精子糖酵解作用;耗氧量;
呼吸商
2、内分泌是怎样影响初情期的到来的? 3、为何母畜初配年龄应达到成年体重50-70%? 4、公、母畜的性行为序列特定形式有哪些? 5、引起性行为的生理基础是什么?
6、常见家畜的母性行为和初生动物行为表现如何? 7、简述精子发生过程? 8、简述精子发生的内分泌调控? 9、精子运出睾丸的力量有哪些?
10、简述精子在附睾中成熟过程?为何精子能在附睾中储存? 11、简述精子的形态结构? 12、精子有哪些生理特性? 13、精子的活动方式有哪些? 14、精子运动有哪些特性?
15、高温和低温是怎样影响精子生命和活率的?简述其它一些因素对精子的影响情况?
16、精液主要由哪两种成份组成?精液主要有哪些化学成份? 17、猪、牛、山羊的精液量和浓度各是多少? 18、精清的来源、主要化学成分与生理作用是什么? 19、猪射出精液可分为哪几部分?哪部分精子含量高? 第四章 雌性动物的发情周期
1、名词解释:卵子发生;卵泡波;征集、选择、优势化;发情周期;卵泡闭锁;自发排卵,诱发排卵;功能黄体期;功能黄体;周期黄体;妊娠黄体;安静发情;产后发情;静立发射 2、卵子发生和精子发生的异同点?卵子发生的过程和特点? 3、卵子从外到内有哪几层结构组成?
4、性成熟母畜卵巢上有几种发育阶段的卵泡?其主要概念的解释?
5、一个完整的成熟卵泡构成包括哪几层结构? 6、卵子发生与卵泡发育的关系如何? 7、何谓卵泡闭锁?闭锁的主要原因是什么? 8、何谓排卵?有哪些类型? 9、黄体是怎样形成的?
10、什么叫做发情?正常发情的症状?
11、猪、牛、山羊的发情周期天数?发情持续时间和排卵的时间?12、发情周期可有哪些类型?各型有哪些家畜? 13、发情周期阶段的划分以及各阶段的特点? 13、发情周期中有哪些主要生理变化?
14、发情周期的内分泌调控机制?为何怀孕的母畜一般不发情? 15、何谓乏情?主要有哪几种类型? 16、何谓安静发情?其主要原因?
17、生产中应用最多的发情鉴定方法是哪些?各主要依据什么进行鉴定?
18、简述母牛、猪发情周期的异同点? 19、母牛和母猪的发情鉴定?
20、何谓发情控制技术?用激素控制母畜的发情周期应具备哪些先决条件?
21、何谓同期发情??该技术在生产中有何意义? 22、同期发情可通过哪些途径来实现?
23、目前使用PG对母畜同期发情主要有哪些方法? 24、目前使用孕激素对母畜实施同期发情主要有哪些方法?
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25、同期发情方案中,使用雌激素、PMSG(FSH)、HCG(LH)的目的何在?
26、举例一些常用的同期发情方法并试述它们可能取得的预期效果?
27、何谓诱发发情?对母畜诱发发情有哪些常用的方法? 28、对持久黄体和卵巢静止的母畜分别采取什么措施来诱发发情? 29、何谓排卵控制? 通过用什么方法? 30、何谓超数排卵?其处理方案一般是怎样的? 第五章 受精、妊娠和分娩
1、名词解释:合子;配子的运行;精子获能;顶体反应;皮质反应;透明带反应;卵黄膜反应;多精子受精;父本生殖和母本生殖;孤雌生殖;卵裂;桑椹胚;囊胚;内细胞团;妊娠识别;妊娠建立;附植;胎膜;胎水;胎盘;异性孪生不育 2、猪、牛交配后射精在何处?为什么? 3、简述精子在母畜生殖道内的运行情况? 3、精子在生殖道内运行的机理? 4、简述精卵受精过程?
5、阻止多精子受精的反应有哪些? 6、异常受精有哪些类型?
7、猪、牛的附植各发生在什么部位? 8、基本胎膜和发育完成的胎膜各有几种? 9、胎水源于何处?胎水有哪些主要的生理作用? 10、胎盘可怎样分类?各可分为几种?
11、妊娠维持主要依靠什么激素?简述母畜妊娠后有哪些重要的生理和行为变化?
12、猪、牛、水牛、马、山羊、兔和狗的妊娠期各是多少? 13、何谓妊娠诊断?举例说明几种常用的诊断方法的主要依据是什么?
14、何谓分娩?其动力来自哪些方面?分娩包括哪些过程? 15、分娩前母畜和胎儿体内几种主要激素的变化情况如何? 16、各种家畜分娩前都有哪些共同预兆?
17、简述分娩的发动机制?分娩的动力来自何处?主要受什么控制?
18、何谓产道?主要由哪些部位和组织所构成?为何牛分娩时的难产率较高?
19、分娩时的助产应做哪些工作?
20、难产有哪几种类型?各在什么情况下容易发生?难产的助救原则是怎样的?对于难产应怎样预防? 21、何谓产后期?它包括哪些恢复过程? 22、产后母畜和新生仔畜的护理应注意哪些方面? 23、胎盘的作用? 第六章 人工授精技术
1、名词解释:AI;精子活率;精子密度;采精频率;精子生存时间和生存指数;精液稀释; 精液冷冻 2、AI在畜牧生产中有哪些意义? 3、AI的发展简况包括哪三个阶段? 4、采精场应具备哪些基本条件?
5、公牛采精用的假阴道应具备什么条件?你在操作时,应如何满足这些条件?
6、手握法采精应满足哪些基本条件?其优点? 7、何谓采精频率?如何决定一头公畜的适当采精频率?
8、检查精液品质时有哪些注意事项?
9、举例说明精液的色泽、气味与其品质的关系。 10、为何在人工授精中要稀释精液? 11、精液稀释液的主要成分和作用? 12、如何确定一份精液的稀释倍数?
13、常温、低温和液氮冷冻保存精液的温度是多少? 14、精液冷冻保存原理和技术程序? 15、猪、牛各采用什么方法输精?为什么? 16、牛和猪输精方法和要求是什么? 17、影响人工授精受胎率的因素有哪些? 第七章 家畜的繁殖力 1、何谓家畜的繁殖力?
2、评价牛和猪的繁殖力指标有哪些?
2、公畜睾丸炎、睾丸变性和性欲缺乏应如何治疗? 3、卵泡囊肿和黄体囊肿应如何处理? 4、子宫疾病主要有哪几种情况?如何施治? 第八章 配子与胚胎生物技术
1、名词解释:ET;体外受精;胚胎干细胞;动物克隆;胚胎分割?克隆动物;细胞核移植;治疗性克隆;转基因技术;转基因动物 2、ET生理学基础、原则、技术程序和发展前景? 3、体外受精的意义、基本程序和应用前景?
4、何谓性别控制?用流动细胞仪分离检索法的原理是什么? 5、体细胞细胞核移植的应用前景?
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