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1、动物繁殖学动物繁殖学Animal Reproduction Animal Reproduction 主主 讲：讲： 杨杨 广广 礼礼院院 系：商丘师范学院生命科学学院系：商丘师范学院生命科学学院绪 论Preface主要内容v繁殖概述v动物繁殖学定义及研究内容v动物繁殖学的发展简况v动物繁殖学的研究手段v动物繁殖学的研究意义一、繁殖的概述一、繁殖的概述1.1.概念概念v繁殖（生殖，繁殖（生殖，reproduction）：）：有生命的个体以某有生命的个体以某种方式种方式繁衍繁衍与自己性状相似的与自己性状相似的后代后代来来延续生命延续生命。v繁殖是繁殖是所有生命都有的基本现象所有生命都有的基本现象之
2、一。每个现存之一。每个现存的个体都是上一代繁殖所得来的结果。的个体都是上一代繁殖所得来的结果。2.1无性繁殖无性繁殖是指不经过雌雄两性生殖细胞的结合、只由一个是指不经过雌雄两性生殖细胞的结合、只由一个生物体产生后代的生殖方式。生物体产生后代的生殖方式。自然界主要见于低等生物，无性繁殖的过程只牵涉一自然界主要见于低等生物，无性繁殖的过程只牵涉一个个体，例如个个体，例如孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。动物克隆技术动物克隆技术(细胞核移植技术细胞核移植技术)是人工的无性生殖。是人工的无性生殖。2.繁殖方式繁殖方式1.1.裂殖裂殖2.2.多莉多莉3.3.克隆狗克隆狗1232
3、.2有性繁殖有性繁殖雄性雄性精子精子受精卵（胚胎）受精卵（胚胎）胎儿胎儿仔畜仔畜雌性雌性卵子卵子性别的符号性别的符号雄性雄性: :战神的矛和盾战神的矛和盾; ;雌性雌性: :爱神的镜子爱神的镜子; ;v有性生殖是通过生殖细胞的生殖，生物的生活周期中包括二倍体时期与单倍体时期的交替。v二倍体细胞借减数分裂产生单倍体细胞（雌雄配子或卵子和精子）；单倍体细胞通过受精（核融合）形成新的二倍体细胞。v这种有配子融合过程的有性生殖称为融合生殖。2.2有性繁殖有性繁殖3.繁殖的重要性3.1种族延续种族延续从生理学的角度来看，生殖是一切生物体的基本从生理学的角度来看，生殖是一切生物体的基本特征之一，一个个体可
4、以没有生殖而生存，但一个特征之一，一个个体可以没有生殖而生存，但一个物种的延续则必须物种的延续则必须依赖于生殖依赖于生殖。摄影家通过高倍电子显微镜揭开我们在妈妈肚子里的神秘生活 3.2 动物生产中的关键性环节 肉、奶、蛋等畜产品的获得均需要经过繁殖环节来实现。 3.3 动物品种改良、生命科学研究、医疗卫生与组织修复等的重要手段。二、动物繁殖学定义及研究内容1.定义 v动物繁殖学是研究动物生殖活动及其调控规律和调控技术的科学，是加强畜禽品种改良、保证畜牧业快速发展的重要手段，是现代动物科学或畜牧科学中研究最活跃的学科之一。2.研究内容研究内容v涵盖了涵盖了繁殖生理繁殖生理、繁殖技术繁殖技术、繁殖
5、管理繁殖管理、繁殖障碍繁殖障碍等多个方面的内容，既包括等多个方面的内容，既包括动物动物克隆、胚胎干细胞、转基因克隆、胚胎干细胞、转基因等动物科学领等动物科学领域基础研究的热点和前沿，又包括域基础研究的热点和前沿，又包括发情鉴发情鉴定、人工授精、胚胎移植、妊娠诊断定、人工授精、胚胎移植、妊娠诊断等实等实用技术，具有内容丰富、知识更新快、实用技术，具有内容丰富、知识更新快、实践性强的特点。践性强的特点。 v动物繁殖学是动物繁殖学是学习动物生产学各论（猪鸡牛学习动物生产学各论（猪鸡牛羊）的基础羊）的基础，属于动物科学专业必修的骨干，属于动物科学专业必修的骨干基础课程之一，在专业人才培养中占有重要基础
6、课程之一，在专业人才培养中占有重要地位。地位。v在动物科学领域中，繁殖学处于十分重要的在动物科学领域中，繁殖学处于十分重要的地位，地位，育种措施的落实、遗传规律的揭示、育种措施的落实、遗传规律的揭示、饲养对象的产生饲养对象的产生均离不开均离不开繁殖学繁殖学，主要包括，主要包括四方面内容。四方面内容。研究、阐明生殖过程的现象、规律和机理。生殖生理学生殖病理学生殖内分泌学生殖免疫学新交叉学科：动物繁殖营养学新交叉学科：动物繁殖营养学2.1繁殖生理繁殖生理 包括性别分化、性发育、性行为、配子（精子、卵子）发生、受精、胚胎发育、妊娠、分娩等整个繁殖过程中的各种生殖现象及机理。2.1繁殖生理繁殖生理2.
7、1繁殖生理繁殖生理 研究内容：研究内容：主主要研究外界环境和内部条件对动要研究外界环境和内部条件对动物生殖机物生殖机能的影响规能的影响规律。律。 研究角度研究角度：从：从神经调节、激素分泌等多角度，神经调节、激素分泌等多角度，从个体行为，组织解剖，内分泌及细胞和分子水平从个体行为，组织解剖，内分泌及细胞和分子水平等多方面，揭示动物配子产生、受精、胚胎及胎儿等多方面，揭示动物配子产生、受精、胚胎及胎儿发育、妊娠和分娩等过程的发育、妊娠和分娩等过程的规律规律 研究对象：研究对象：激激素及神经调节，生殖细胞的产生，素及神经调节，生殖细胞的产生，受精，胚胎发育及妊娠，分娩，泌乳。受精，胚胎发育及妊娠，
8、分娩，泌乳。大鼠（公）大鼠（公）四细胞胚胎卵母细胞卵母细胞长江三角洲白山羊长江三角洲白山羊胎儿、胎盘胎儿、胎盘2.2繁殖技术繁殖技术同期发情、同期发情、超数排卵、胚胎移植超数排卵、胚胎移植人工授精、人工授精、体外受精、显微受精体外受精、显微受精胚胎分割、性别控制、动物克隆胚胎分割、性别控制、动物克隆发情鉴定、妊娠诊断、发情鉴定、妊娠诊断、生殖免疫生殖免疫（1）人工授精（）人工授精（AI）在在在在家畜特别是家畜特别是家畜特别是家畜特别是 牛、猪、羊的遗传改良方牛、猪、羊的遗传改良方牛、猪、羊的遗传改良方牛、猪、羊的遗传改良方面起面起面起面起了了了了极其重要的作用；极其重要的作用；极其重要的作用；
9、极其重要的作用；7070年代年代年代年代冷冻精液冷冻精液冷冻精液冷冻精液AIAI的研究进入高潮，牛、的研究进入高潮，牛、的研究进入高潮，牛、的研究进入高潮，牛、猪、猪、猪、猪、马马马马和家兔的精液冷冻保存获得成功；和家兔的精液冷冻保存获得成功；和家兔的精液冷冻保存获得成功；和家兔的精液冷冻保存获得成功；19881988年全国年全国年全国年全国122122个商品肉牛基地县，用冷冻个商品肉牛基地县，用冷冻个商品肉牛基地县，用冷冻个商品肉牛基地县，用冷冻精液精液精液精液授授授授精的黄牛约精的黄牛约精的黄牛约精的黄牛约79.179.1万头，奶万头，奶万头，奶万头，奶牛冷牛冷牛冷牛冷冻精液人工冻精液人工
10、冻精液人工冻精液人工授精基授精基授精基授精基本普及。本普及。本普及。本普及。猪的人猪的人工授精工授精（2）胚胎移植技术）胚胎移植技术v胚胎移胚胎移植技术植技术是是将优良遗传性状的母牛和公牛交将优良遗传性状的母牛和公牛交配后的早期胚胎取出，或经体外受精而获得的胚配后的早期胚胎取出，或经体外受精而获得的胚胎，移植到另一头生理状态相同的母畜的输卵管胎，移植到另一头生理状态相同的母畜的输卵管或子宫内，使其继续发育直至分娩的技术。或子宫内，使其继续发育直至分娩的技术。v应用应用快速快速扩繁引进良种扩繁引进良种母畜优母畜优秀个体的数量。秀个体的数量。缩短缩短良良种母畜选种母畜选择种畜的年限，加速品种改良。
11、择种畜的年限，加速品种改良。胚胎移植的犊牛胚胎移植的犊牛（3）性别控制技术）性别控制技术v一是通过对精子的体外干预，使在受精之时便一是通过对精子的体外干预，使在受精之时便决定了后代的性别。决定了后代的性别。v二是通过对胚胎性别进行鉴定，从而获得所需二是通过对胚胎性别进行鉴定，从而获得所需性别的后代。性别的后代。v应用：应用：控制控制后代的性别比例可增加后代的性别比例可增加选种强度选种强度，加快畜，加快畜禽育种进程；禽育种进程；提高提高珍稀动物的珍稀动物的繁繁殖效率殖效率，加快动物保，加快动物保种进种进程。程。精子筛选精子筛选（4）动物克隆技术）动物克隆技术v动物克隆技术动物克隆技术是利用细胞核
12、是利用细胞核移移植进行动物无植进行动物无性繁性繁殖的一种殖的一种方法，主要过程是把方法，主要过程是把经过处理的成年动物体细胞和另一只经过处理的成年动物体细胞和另一只动物的去核卵细胞进行细胞融合，短期培养以后形成胚胎动物的去核卵细胞进行细胞融合，短期培养以后形成胚胎细胞，再植入借腹怀孕的寄养的母体子宫内，使发育成提细胞，再植入借腹怀孕的寄养的母体子宫内，使发育成提供体细胞遗传的那只动物的克隆。供体细胞遗传的那只动物的克隆。v研究进展研究进展1996年年7月月5日，克隆绵羊日，克隆绵羊“多利多利”在位于苏格兰诞生。在位于苏格兰诞生。世界世界上第一匹克隆马于上第一匹克隆马于2003年年5月月28日在
13、意大利诞生。日在意大利诞生。 世界上第一匹克世界上第一匹克隆马隆马（意大利）（意大利）（5）分娩控制技术）分娩控制技术v分娩控制技术分娩控制技术是是指在母畜妊娠末期的一定时间里，指在母畜妊娠末期的一定时间里，采用采用外源激外源激素制剂处素制剂处理动物，理动物，控制母畜在人为确定控制母畜在人为确定的时间范围内分娩的时间范围内分娩，生产正常仔畜的过程。，生产正常仔畜的过程。v应用应用肌肉肌肉注射注射氯前列烯醇氯前列烯醇0.2mg，可使，可使80%的母猪在白天的母猪在白天分娩；分娩；一一次肌肉注射次肌肉注射20mg地塞米松地塞米松即可诱发母牛分娩。即可诱发母牛分娩。（6）体外受精技术）体外受精技术v
14、体外受精技术体外受精技术是是指哺乳动物的精子和卵子在体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，英外人工控制的环境中完成受精过程的技术，英文简称为文简称为IVF。由于它与胚胎移植技术。由于它与胚胎移植技术(ET)密密不可分，又简称为不可分，又简称为IVF-ET。v应用：动物胚胎工厂化生产，解决人类男性或应用：动物胚胎工厂化生产，解决人类男性或女性不育问题女性不育问题世界上第一个试管婴儿世界上第一个试管婴儿路易斯路易斯- -布朗布朗 Google 图片图片（7）转基因动物）转基因动物v概念概念转基因动物：转基因动物：就是携带外就是携带外源源性基因的动物。性基因的动物。v应用
15、应用1、生物反应器、生物反应器2、动物优良品种选育、动物优良品种选育3、基因功能研究、基因功能研究转基因动物之转基因动物之荧光热带鱼荧光热带鱼转基因动物之转基因动物之小猪小猪 课堂研讨：课堂研讨：转基因动物与动物繁殖的关系转基因动物与动物繁殖的关系转基因动物的生产过程为转基因动物的生产过程为v将目的基因导入动物的受精卵，形成转基因胚胎。将目的基因导入动物的受精卵，形成转基因胚胎。v或将目的基因转染给胚胎细胞（胚胎干细胞，体细胞），或将目的基因转染给胚胎细胞（胚胎干细胞，体细胞），形成转基因细胞。形成转基因细胞。v利用细胞核移植的方法将转基因细胞导入去核卵母细胞，利用细胞核移植的方法将转基因细胞
16、导入去核卵母细胞，经过融合与激活，形成转基因胚胎。经过融合与激活，形成转基因胚胎。v利用胚胎移植技术，将转基因胚胎移植给受体母畜，使利用胚胎移植技术，将转基因胚胎移植给受体母畜，使其妊娠，生产转基因动物。其妊娠，生产转基因动物。分析与思考分析与思考v转基因动物与动物繁殖的关系转基因动物与动物繁殖的关系v学生研讨：学生研讨： 教师总结：教师总结：动物转基因技术之显微动物转基因技术之显微注射法（环球科学）注射法（环球科学）（8）胚胎嵌合技术）胚胎嵌合技术v胚胎嵌合技术是指胚胎嵌合技术是指将将两枚胚胎细胞两枚胚胎细胞(同种或同种或异种动物胚胎异种动物胚胎)共同培养使其融合发共同培养使其融合发育成为育
17、成为一个胚一个胚胎的过程称为胎的过程称为胚胎嵌合胚胎嵌合。v应用应用v上海交通大学上海交通大学黄淑帧黄淑帧教授等采用子宫内注射技术教授等采用子宫内注射技术,将将cd34+lin-人脐血造血干细胞注入山羊胚胎内人脐血造血干细胞注入山羊胚胎内,在娩出小羊的多个器官组织中检测在娩出小羊的多个器官组织中检测到由该到由该细细胞分胞分化的组织化的组织。 人兽胚胎嵌合模拟图人兽胚胎嵌合模拟图（9）妊娠诊断技术）妊娠诊断技术v妊娠诊断技术：妊娠诊断技术：应用免疫学、物理学等方法判断动物妊应用免疫学、物理学等方法判断动物妊娠的方法。娠的方法。v早早期妊娠诊断是家畜繁殖工作中的一项重要技术措施，期妊娠诊断是家畜繁
18、殖工作中的一项重要技术措施，无论是给母畜配种或胚胎移植后都应该尽早作出诊断。无论是给母畜配种或胚胎移植后都应该尽早作出诊断。v应用应用保胎保胎，在动物妊娠早期，及时发现妊娠母畜，采用分群，在动物妊娠早期，及时发现妊娠母畜，采用分群管理，特殊照料，确保不流产，提管理，特殊照料，确保不流产，提高家畜的繁殖率；高家畜的繁殖率；科学饲科学饲养养，促进母畜与幼畜健康生长。，促进母畜与幼畜健康生长。妊娠羊妊娠羊（10）泌乳调控技术）泌乳调控技术v泌乳的发动及维持过程，激素起了主要的诱导作用，泌乳的发动及维持过程，激素起了主要的诱导作用，一般泌乳期相当于哺乳期一般泌乳期相当于哺乳期。v应用：应用：母牛母牛一
19、般在产后一般在产后4090天配种，这段时间可天配种，这段时间可能妊娠能妊娠和和泌乳同时进行，对泌乳量没有大的影响；泌乳同时进行，对泌乳量没有大的影响；奶牛奶牛一般在产后一般在产后1012个月后停止挤奶。个月后停止挤奶。牛直肠把握人工授精体外受精-试管动物（婴儿）动物克隆技术在畜牧业等方面应用前景广阔动物克隆技术在畜牧业等方面应用前景广阔细胞核移植的技术程序细胞核移植的技术程序动动物物克克隆隆技技术术治疗性克隆 克隆人？转基因动物v改良动物的生产性能改良动物的生产性能v抗病育种抗病育种v用作生物反应器生产昂贵药物用作生物反应器生产昂贵药物v器官移植器官移植v基因治疗基因治疗国家中长期发展重大计划
20、国家中长期发展重大计划转基因克隆猪v新华网北京新华网北京2008年月日电年月日电v由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所等顺利培由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所等顺利培养出一头养出一头转转脂肪酸去饱和酶基因脂肪酸去饱和酶基因的的克隆克隆猪。猪。v脂肪酸是人们熟知的脂肪酸是人们熟知的“鱼油鱼油”的主要成分。的主要成分。这种以往只在深海鱼体上大量存在的这种以往只在深海鱼体上大量存在的不饱和脂肪不饱和脂肪酸酸，有助于预防人类心血管疾病。，有助于预防人类心血管疾病。 2.3 繁殖管理 从从群体角度群体角度研究提高动物繁殖效率的理研究提高动物繁殖效率的理论与技术措施，包括论与技术措施，包括繁殖管理指标、繁
21、殖管繁殖管理指标、繁殖管理技术及繁殖技术标准化理技术及繁殖技术标准化等内容。等内容。2.4 繁殖障碍及其防治v从从畜牧学的角度畜牧学的角度分析动物繁殖障碍的发病分析动物繁殖障碍的发病率和病因，探讨防治率和病因，探讨防治繁殖障碍繁殖障碍的方法与技的方法与技术措施。术措施。v与与兽医产科学兽医产科学既有联系又有区别。既有联系又有区别。三、动物繁殖学的发展简况v公元前公元前11世纪，西周阉割世纪，西周阉割睾丸与人和动物的生殖睾丸与人和动物的生殖能力和第二性征有密切关系能力和第二性征有密切关系.v公元前四世纪公元前四世纪亚里士多德亚里士多德Aristotle世界上世界上第一本第一本动物繁殖书动物繁殖书
22、GenerationofAnimalsv1910年年英国英国MarshallPhysiologyofReproduction在繁殖学界专门设立了的马歇尔在繁殖学界专门设立了的马歇尔奖和奖和Simmet奖奖.v诺贝尔奖诺贝尔奖：7项项.5050年代：人工授精技术年代：人工授精技术 输精凹坑输精凹坑6060年代：放射免疫测定技术年代：放射免疫测定技术 丘脑下部丘脑下部垂体垂体睾丸轴睾丸轴70年代：胚胎移植技术牛胚胎移植的基本程序牛胚胎移植的基本程序80年代：体外受精技术90年代以来 动物克隆、胚胎干细胞、性别控制、基因工程、生殖免疫、iPS细胞等技术. iPS细胞viPS细胞即细胞即诱导性多能干细
23、胞诱导性多能干细胞，由体细胞诱导而，由体细胞诱导而成，具有类似胚胎干细胞的发育潜能性。成，具有类似胚胎干细胞的发育潜能性。v2006年年7月，日本科学家首次宣布发现了将月，日本科学家首次宣布发现了将小鼠小鼠皮肤细胞皮肤细胞转化为多能干细胞的方法；转化为多能干细胞的方法；v2007年年11月，美国和日本科学家将月，美国和日本科学家将人类细胞人类细胞诱导诱导为为iPS细胞，被细胞，被科学科学（Science）杂志评为）杂志评为2008年世界十大科技进展之首。年世界十大科技进展之首。viPS细胞在生物和医学领域具有广阔的应用前景，细胞在生物和医学领域具有广阔的应用前景，有望成为实施有望成为实施再生医
24、学再生医学和和细胞治疗细胞治疗的重要细胞来的重要细胞来源。源。v中科院动物所周琪、上海交通大学曾凡一首次利中科院动物所周琪、上海交通大学曾凡一首次利用用iPS细胞，通过细胞，通过四倍体囊胚注射四倍体囊胚注射得到存活并具得到存活并具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次第一次证明了证明了iPS细胞的全能性细胞的全能性（发表于（发表于Nature）四、动物繁殖学的研究手段v手术法手术法v显微观察法显微观察法v组织化学法组织化学法v免疫法免疫法v激素替代法激素替代法v细胞学法细胞学法v分子生物学法分子生物学法五、动物繁殖学的研究意义1.1.提高生产效率提高生产效率u是畜群
25、繁衍的基础。是畜群繁衍的基础。u诱导发情、双胎技术、超数排卵技术、人诱导发情、双胎技术、超数排卵技术、人工授精技术等。工授精技术等。u繁殖障碍的防治。繁殖障碍的防治。u繁殖现代化管理。繁殖现代化管理。2.提高畜种质量提高畜种质量优秀公畜优秀公畜通过人工授精、后代鉴定、选择优通过人工授精、后代鉴定、选择优良后代。是杂交育种的基础。良后代。是杂交育种的基础。MOET：超数排卵与胚胎移植技术，在较短的超数排卵与胚胎移植技术，在较短的时间内产生较多的优秀后代。提高繁殖效率几倍时间内产生较多的优秀后代。提高繁殖效率几倍到上百倍。到上百倍。快速扩繁快速扩繁，提高良种覆盖率。，提高良种覆盖率。3.减少生产资
26、料的占有量减少生产资料的占有量人工授精人工授精减少公畜饲养量，减少饲料消耗，节减少公畜饲养量，减少饲料消耗，节约成本。奶牛人工授精已占约成本。奶牛人工授精已占100%。鸡公母比例：鸡公母比例：自然交配时蛋鸡公母比为自然交配时蛋鸡公母比为1:8-10，肉鸡为，肉鸡为1:6-8，人工授精主要用在蛋种鸡生产，人工授精主要用在蛋种鸡生产中，配种比例一般可提高到中，配种比例一般可提高到1:30-50。如何学好繁殖学？v充分利用课堂教学和现场实习充分利用课堂教学和现场实习; ;v掌握扎实的基础知识掌握扎实的基础知识; ;v注重理论联系实际注重理论联系实际; ;v勤于思考和刻苦钻研勤于思考和刻苦钻研; ;v
27、广泛阅读文献和参考书广泛阅读文献和参考书; ;v朱士恩主编 家畜繁殖学第五版 v杨利国主编 动物繁殖学v王 锋主编 动物繁殖学实验教程 参参 考考 书书 目目相 关 期 刊v黑龙江动物繁殖黑龙江动物繁殖v生殖与避孕生殖与避孕vAnimalReproductionSciencevBiologyofReproductionvJournalofAssistedReproductionandGeneticsvJournalofAssistedReproductionandDevelopmentvMolecularReproductionandDevelopmentvReproductionvReproductionFertilityandDevelopmengvReproductioninDomesticAnimalsvReproductionNutritionDevelopment本章小结v重点：重点：动物繁殖学研究内容，动物繁殖学动物繁殖学研究内容，动物繁殖学研究意义研究意义v难点：难点：动物繁殖学研究内容动物繁殖学研究内容思 考 题v动物繁殖学的研究内容动物繁殖学的研究内容v动物繁殖学的研究意义动物繁殖学的研究意义v动物繁殖学的研究的基本方法动物繁殖学的研究的基本方法
