第一章 绪论 动物繁殖学

《动物繁殖学》AnimalReproduction广东海洋大学农学院主讲教师：安立龙教授、博士第一章绪论第一部分学习指南一、学习目标通过本章教学，使同学们1、掌握：（1）动物繁殖的基本概念（2）动物繁殖学的基本概念2、理解（1）家畜繁殖的主要形式（2）动物繁殖的主要方式（3）家畜繁殖学研究的对象（4）课程的基本内容3、了解（1）家畜繁殖学课程的性质（2）本课程与其他课程的关系（3）学习动物繁殖学的意义二、学习重点与难点1、学习重点：通过教学，认识动物繁殖学在动物科学和生物工程中的应用，理解课程学习的重要性，明确课程学习目标，激发学习兴趣2、学习难点：动物繁殖的主要形式三、学习方法1、课堂认真听讲，掌握基本概念、基本理论，理解学习《动物繁殖学》的意义。2、课后查阅资料，归纳总结本门课程论述的主要内容，认真完成作业3、分小组，以小组为单位参加相关调研工作4、撰写报告5、参加讨论四、教学基本环节1、教学内容为陈述性知识，主要为概念，规则，通过能分析、例证说明。2、采用课堂讲授，通过举例、分析的方法阐述概念。特征，引导学生掌握概念内涵与外延，区分概念的异同。3、指导学生课后复习，完成作业及思考题。4、指导学生课后调研，撰写读书报告，概括总结体会。5、采用互动式教学，开展课堂讨论。6、点评，总结。第二部分课堂教学一、动物繁殖学的概念（一）繁殖(reproduction)的概念1.概念：在人类也称为生殖，是指生物亲代产生与其相似后代的过程。2.结果：动物个体数量增加，群体规模得以扩大，种群得以延续和演化。（3）知识拓展动物繁殖的分类（1）无性繁殖的概念：无性繁殖是指生物通过单个细胞或组织进行有丝分裂产生后代的过程,称为无性繁殖；无性繁殖也称动物克隆，其结果是获得的后代在最大程度上保持了亲代的遗传性状。多莉（2）有性繁殖①有性繁殖的概念：有性繁殖是指动物雌性配子和雄性配子结合，产生合子，进一步发育形成个体的过程。②高等动物的有性繁殖的方式A、卵生：卵子和精子在体内或体外结合，受精，受精卵在动物体外发育形成个体，如某些鱼类、蛇、鸟类、乌龟、螃蟹等。卵生动物的受精卵卵生的哺乳动物——鸭嘴兽B卵胎生：卵子和精子在体内受精，受精卵在体内发育形成个体。如蝮蛇、鲨鱼和热带鱼。卵胎生蛇C胎生：精子和卵子在生殖道结合，受精，受精卵附着在母体子宫，发育形成个体。精子卵子受精卵胚胎子代（2）高等动物无性繁殖的方式：A胚胎切割：将一个胚胎分割成若干部分，使每一个部分都能发育形成个体。我国首例成年体细胞克隆水牛05.03.17(广西大学)B细胞核移植：细胞核移植是指利用显微操作技术将供体细胞注射入去核的卵母细胞，通过激活、融合产生胚胎或动物个体的过程。人类皮肤细胞移植到家兔的卵母细胞•C胚胎嵌合：胚胎嵌合是指将两种动物胚胎细胞置于一块，进行培养，形成一种新胚胎，产生一个新个体的过程。胚胎嵌合我国的细胞核移植技术研究现状细胞核移植研究现状胚胎细胞核移植兔（杜淼等，1990；黄少华等，1993；王斌等，1995），山羊（张涌等，1991），牛（李雪峰等，1995），小鼠（陆长富等，1997），猪（陈乃清等，1996；赵浩斌等，1997）体细胞核移植山羊（西北农林科技大学，2000），牛（莱阳农学院，2001；中科院，2002；广西大学，2005），水牛（广西大学，2005）转基因克隆绵羊、牛（陈永福等，2001），山羊（成勇，2002）种间细胞核移植中科院陈大元等（1999）把大熊猫的体细胞核移植到去核兔卵中，重组胚能发育到囊胚.研究进展（二）动物繁殖学的相关概念1．动物繁殖学的定义：动物繁殖学是通过研究动物生殖过程以获得动物繁殖规律和繁殖技术，并提高动物繁殖效率的一门学科。是一门学问是一种技术是一种理论2．动物繁殖学的主要内容：（1）动物生殖生理学：研究内容：主要研究外界环境和内部条件对动物生殖机能的影响规律。研究角度：从神经调节、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规律研究对象：激素及神经调节，生殖细胞的产生，受精，胚胎发育及妊娠，分娩，泌乳。（2）动物繁殖技术：动物繁殖技术主要研究提高动物繁殖力的技术和方法，包括:①提高公畜繁殖潜力的技术，如人工授精技术、精液品质评价技术、精液冷冻保存技术、单精子注射技术等；②提高母畜繁殖力的技术，如同期发情技术、超数排卵技术，胚胎冷冻技术、胚胎移植技术、早期断奶技术，体外受精技术、胚胎分割技术、胚胎嵌合技术以及细胞核移植技术等。③技术要求新，效率要求高，有显著的社会效益和经济效益。（3）繁殖管理技术繁殖管理技术主要研究提高动物繁殖力，消除动物繁殖障碍和性行为异常的生产管理技术。包括公畜繁殖管理、母畜繁殖管理和幼畜的培育以及提高群体繁殖力的技术。3、动物繁殖技术的应用（1）人工授精（AI）在家畜特别是牛、猪、羊的遗传改良方面起了极其重要的作用；70年代冷冻精液AI的研究进入高潮，牛、猪、马和家兔的精液冷冻保存获得成功；1988年全国122个商品肉牛基地县，用冷冻精液授精的黄牛约79.1万头，奶牛冷冻精液人工授精基本普及。猪的人工授精（2）胚胎移植技术•胚胎移植技术是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。•应用①快速扩繁引进良种母畜优秀个体的数量。②缩短良种母畜选择种畜的年限，加速品种改良。胚胎移植的犊牛（3）性别控制技术•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。•二是通过对胚胎性别进行鉴定，从而获得所需性别的后代。•应用：①控制后代的性别比例可增加选种强度，加快畜禽育种进程；②提高珍稀动物的繁殖效率，加快动物保种进程。精子筛选•（4）动物克隆技术•动物克隆技术是利用细胞核移植进行动物无性繁殖的一种方法，主要过程是把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。•研究进展①1996年7月5日，克隆绵羊“多利”在位于苏格兰诞生。②世界上第一匹克隆马于2003年5月28日在意大利诞生。世界上第一匹克隆马（意大利）•（5）分娩控制技术•分娩控制技术是指在母畜妊娠末期的一定时间里，采用外源激素制剂处理动物，控制母畜在人为确定的时间范围内分娩，生产正常仔畜的过程。•应用①肌肉注射氯前列烯醇0.2mg，可使80%的母猪在白天分娩；②一次肌肉注射20mg地塞米松即可诱发母牛分娩。•（6）体外受精技术•体外受精技术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，英文简称为IVF。由于它与胚胎移植技术(ET)密不可分，又简称为IVF-ET。•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Google图片•（7）转基因动物•概念转基因动物：就是携带外源性基因的动物。•应用•1、生物反应器•2、动物优良品种选育•3、基因功能研究转基因动物之荧光热带鱼转基因动物之小猪•课堂研讨：转基因动物与动物繁殖的关系转基因动物的生产过程为•将目的基因导入动物的受精卵，形成转基因胚胎。•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。•利用细胞核移植的方法将转基因细胞导入去核卵母细胞，经过融合与激活，形成转基因胚胎。•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。分析与思考•转基因动物与动物繁殖的关系•学生研讨：教师总结：动物转基因技术之显微注射法（环球科学）•（8）胚胎嵌合技术•胚胎嵌合技术是指将两枚胚胎细胞(同种或异种动物胚胎)共同培养使其融合发育成为一个胚胎的过程称为胚胎嵌合。•应用•上海交通大学黄淑帧教授等采用子宫内注射技术,将cd34+lin-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到由该细胞分化的组织。人兽胚胎嵌合模拟图•（9）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娠的方法。•早期妊娠诊断是家畜繁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。•应用①保胎，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，提高家畜的繁殖率；②科学饲养，促进母畜与幼畜健康生长。妊娠羊•（10）泌乳调控技术•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。•应用：①母牛一般在产后40~90天配种，这段时间可能人身和泌乳同时进行，对泌乳量没有大的影响；②奶牛一般在产后10~12个月后停止挤奶。（三）家畜繁殖学研究的对象：主要是哺乳类动物，包括少数鸟类。（四）与家畜繁殖学相关的课程：人医妇产科学；男性学;兽医产科学；动物胚胎学;动物育种学；动物遗传学;家畜环境卫生学；动物营养学等。思考题：《家畜繁殖学》与上述课程有何关系？二、家畜繁殖学课程性质：1、家畜繁殖学是动物科学专业的一门专业基础课，既具有系统理论，又有较强的实践性。(1)基础课：为大学生学习专业课和专业基础课提供必要知识的一系列课程。例如生物科学类学生的基础课包括高等数学、大学物理、化学（有机化学、无机化学、分析化学）、生物学（植物学、动物学、微生物学）等。（2）工具课：讲授从事专业技术工作而必须具备的基本技能课程。包括英语、计算机、文献检索与利用、大学语文、科技论文写作。（3）专业基础课：讲授从事专业课程学习而必须具备的基本理论、基本知识、基本实践技能等一系列课程。动物科学专业专业基础课包括动物解剖与组织胚胎学、动物生物化学、家畜生理学等等。（4）专业课：讲授从事某一项专业活动而必须具备的基本知识、基本技能的课程，动物科学专业的专业课包括牛生产学、猪生产学、羊生产学等等。（5）跨专业课程:主要为相近专业的相关课程，包括水产养殖学、特种经济动物养殖学、畜牧业机械化（6）公共选修课:主要为扩大学生知识面,提高修养,促进学生全面发展的一系列课程.包括哲学、艺术、语言、自然科学、管理类、外语类等课程。（7）课程性质:动物繁殖学以大学物理、无机化学、有机化学、解剖学与组织学、生物化学为基础，与家畜育种学，家畜环境卫生学，产科学，传染病学免疫学等有密切的联系,为动物生产提供技术、手段与方法。与学科基础课发生纵向联系，与专业基础课发生横向联系，为从事动物生产提供理论基础与实践技术，因此，动物繁殖学属于一门专业基础课.三、学习家畜繁殖学的目的及意义（一）目的1.掌握动物繁殖的基本知识、基本理论、基本技能，为进一步学习动物科学专业知识，从事动物生产奠定基础。2.掌握动物繁殖的实践技术，为从事动物科学、生物技术及人类医学等科研、教学及产品开发活动提供技术贮备。（二）意义1、动物繁殖技术是人类进行动物生产的最基本技术和最关键环节运用动物繁殖学的理论和技术，可有效提高家畜繁殖效率，为畜牧业生产提供优质种苗。2.动物繁殖技术有助于提高畜产品的数量与质量，提高畜牧业生产的经济效益与社会效益。2、为动物育种技术的发展提供支持(1)繁殖是动物育种的基础提高动物繁殖率,扩大群体规模,可为育种的选育和选配提供丰富的素材(2)繁殖技术为动物选育提供技术支持可有效提高优良家畜的繁殖潜力，增加优良种畜基因在群体扩散的速度，加速动物的良种化进程。3、动物繁殖技术是动物生物工程发展的必不可少的环节(1)动物生物工程：利用生物技术的方法对动物进行改造，以获得新产品、提高产品数量和质量为目的工艺体系。体细胞核移植猪首例绿色荧光蛋白克隆猪（新华网）(2)主要环节为：基因工程（分子水平）----细胞工程（细胞水平）----胚胎工程（转基因胚胎、克隆胚胎）----动物妊娠、分娩----新个体产生----培育、选育----扩大群体（繁育）。(3)体外受精技术,胚胎冷冻保存技术,胚胎移植技术等动物繁殖技术为动物生物工程技术的发展提供支撑受精卵分裂电镜图4、动物繁殖技术为抢救和保护濒危动物，保持动物遗传资源多样性、稳