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动物繁殖学 第0章 绪论

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动物繁殖学 第0章 绪论 动物 繁殖
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绪 论 南京农业大学动物科技学院 主讲人:王 锋 教授 国家精品课程 动 物 繁 殖 学 主要内容 u繁殖概述 u动物繁殖学定义及研究内容 u动物繁殖学的发展简况 u动物繁殖学的研究手段 u动物繁殖学的研究意义 一、繁殖概述 1.概念 u繁殖(生殖,reproduction):是指有生命的 个体以某种方式繁衍与自己性状相似的后代来 延续生命的过程。 u繁殖是所有生命都有的基本现象之一。每个现 存的个体都是上一代繁殖所得来的结果。 (1)无性繁殖 Ø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。 Ø自然界主要见于低等动物,无性繁殖的过程只牵涉 一个个体,例如孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。 Ø动物克隆技术(细胞核移植技术)是人工的无性生殖 。 2.繁殖方式 1.裂殖 2.多莉 3.克隆狗 12 3 (2)有性繁殖 雄性 精子 受精卵(胚胎) 胎儿 仔畜 雌性 卵子 性别的符号 雄性:战神的矛和盾 雌性:爱神的镜子 u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。 u二倍体细胞借减数分裂产生单倍体细胞(雌雄 配子--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。 u这种有配子融合过程的有性生殖称为融合生殖 。 3.繁殖的重要性 (1)种族延续 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以没有生殖 而生存,但一个物种的延续则必须依赖于生 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 (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。 我国肉、蛋、奶等畜牧产品消费刚性增长我国肉、蛋、奶等畜牧产品消费刚性增长 我国畜牧业高速发展是在我国粮食生产相对徘徊基础上实现的。我国畜牧业高速发展是在我国粮食生产相对徘徊基础上实现的。 城镇居民口粮下降城镇居民口粮下降1 1倍多,主要是畜牧产品消费成倍增长的结果。倍多,主要是畜牧产品消费成倍增长的结果。 3.0 4.0 4.8 5.1 4.3 4.8 5.0 (引自李宁院士) (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 u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。 u动物繁殖学是学习动物生产学各论(猪马牛羊 禽等)的基础课程,因此,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 占有重要地位。 u在动物科学领域中,繁殖学处于十分重要的地 位,育种措施的落实、遗传规律的揭示、饲养 对象的产生均离不开繁殖学。 2.研究内容 u涵盖了繁殖生理、繁殖技术、繁殖管理、 繁殖障碍等多个方面的内容,既包括发情 鉴定、人工授精、胚胎移植、妊娠诊断等 实用技术,也包括动物克隆、胚胎干细胞 、转基因等当今生命科学领域研究的热点 和前沿技术,具有内容丰富、知识更新快 、实践性强等特点。 (1)繁殖生理 重点研究、阐明生殖过程的现象、规 律和机理。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。 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 相关的课程 大鼠(公) 四细胞胚胎 卵母细胞 长江三角洲白山羊 胎儿、胎盘 (2)繁殖技术 同期发情、超数排卵、胚胎移植 人工授精、体外受精、显微受精 胚胎分割、性别控制、动物克隆 发情鉴定、妊娠诊断、生殖免疫 牛直肠把握人工授精 体外受精-试管动物(婴儿) 性别控制 u即用人工方法控制动物出生前的性别,以改 变后代的自然性别比例,进而按照人们的意 愿进行特定性别的畜禽生产,显著提高畜牧 业经济效益。 u可使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(如肉用、毛用性 状等)获得更大的经济效益。 胚胎干细胞技术 哺乳动物体细胞克隆 ————人类划时代的科技进步人类划时代的科技进步 1996.7.5 1997.2.27 (引自李宁院士) 克隆绵羊“多利”与其继母 多莉 1996.7.5- 2003.2.1 。于 1997.2在 NATURE封 面上被报 道。 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 动物克隆技术 动物克隆技术 克隆 技术 实验动物 治疗性克隆 异种器官移植 遗传疾病治疗生物制药 ES 细 胞技术 基因打靶技术 转基因技术 返回 治疗性克隆 克隆人? 转基因动物 u改良动物的生产性能 u抗病育种 u用作生物反应器生产昂贵药物 u器官移植 u基因治疗 国家中长期发展重大计划 生产昂贵药物的转基因山羊生产昂贵药物的转基因山羊 GTC Biotherapeutics, engineered goats to express a human protein called antithrombin that stops the formation of blood clots. The protein, marketed as ATryn, will be given to antithrombin-deficient patients when they give birth or undergo surgery, where blood-thinning medicines could lead to runaway bleeding. The drug is also undergoing large-scale human trials in the United States. On August 2, 2006,The European Medicines Agency (EMEA) had reversed an earlier decision not to issue a license for the drug, ATryn, after taking further expert advice. The goat produces a human anti-clotting protein in its milk (引自李宁院士) 转基因克隆猪 u新华网北京2008年8月18日电 u由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 等顺利培养出一头转ω-3脂肪酸去饱 和酶基因的克隆猪。 uω-3脂肪酸是人们熟知的“鱼油”的主 要成分。这种以往只在深海鱼体上大量 存在的不饱和脂肪酸,有助于预防人类 心血管疾病。 转基因生物新品种培育转基因生物新品种培育 《国家中长期科技发展规划》重大专项 国家专项拨款140亿元,国家发改委、农业部、科技部和地方财政等 配套款项可高达300亿元以上,专项将历时13年(2008-2020年)。 (引自李宁院士) (3)繁殖管理 从群体角度研究提高动物繁殖效率的理 论与技术措施,包括繁殖管理指标、繁殖管 理技术及繁殖技术标准化等内容。 (4)繁殖障碍及其防治 u从畜牧学的角度分析动物繁殖障碍的发病 率和病因,探讨防治繁殖障碍的方法与技 术措施。 u与兽医产科学既有联系又有区别。 三、动物繁殖学的发展简况 u公元前11世纪,西周 阉割 睾丸与人和动物的 生殖能力和第二性征有密切关系 u公元前四世纪 亚里士多德 Aristotle 世界上 第一本动物繁殖书 《Generation of Animals》 u1910年 英国 Marshall 《Physiology of Reproduction》 在繁殖学界专门设立了的马歇 尔奖和Simmet奖 u诺贝尔奖: 50年代:人工授精技术 输精凹坑 60年代:放射免疫测定技术 丘脑下部—垂体—睾丸轴 70年代:胚胎移植技术 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 uiPS细胞即诱导性多能干细胞,由体细胞诱导而 成,具有类似胚胎干细胞的发育潜能性。 u2006年7月,日本科学家首次宣布发现了将小鼠 皮肤细胞转化为多能干细胞的方法。 u2007年11月,美国和日本科学家将人类细胞诱 导为iPS细胞,被《科学》(Science)杂志评 为2008年世界十大科技进展之首。 uiPS细胞在生物和医学领域具有广阔的应用前 景,有望成为实施再生医学和细胞治疗的重要 细胞来源。 u中科院动物所周琪、上海交通大学曾凡一首次 利用iPS细胞,通过四倍体囊胚注射得到存活 并具有繁殖能力的小鼠,从而在世界上第一次 证明了iPS细胞的全能性 (发表于Nature) 四、动物繁殖学的研究手段 u手术法 u显微观察法 u组织化学法 u免疫法 u激素替代法 u细胞学法 u分子生物学法 五、动物繁殖学的研究意义 1.提高生产效率 是畜群繁衍的基础。 –诱导发情、双胎技术、超数排卵技术、 人工授精技术等。 –繁殖障碍的防治。 –繁殖现代化管理。 2.提高畜种质量 优秀公畜通过人工授精、后代鉴定、选择 优良后代。是杂交育种的基础。 MOET:超数排卵与胚胎移植技术,在较短 的时间内产生较多的优秀后代。提高繁殖效率 几倍到上百倍。 快速扩繁,提高良种覆盖率。 3.减少生产资料的占有量 人工授精减少公畜饲养量,减少饲料消耗 ,节约成本。奶牛人工授精已占100%。 鸡公母比例:自然交配时蛋鸡公母比为1:8 -10,肉鸡为1:6-8,人工授精主要用在蛋种鸡 生产中,配种比例一般可提高到1:30-50。 如何学好繁殖学? u充分利用课堂教学和现场实习 u掌握扎实的基础知识 u注重理论联系实际 u勤于思考和刻苦钻研 u广泛阅读文献和参考书 u朱士恩主编 《家畜繁殖学》第五版 u杨利国主编 《动物繁殖学》 u王 锋主编 《动物繁殖学实验教程》 参 考 书 目 u《动物繁殖学》 王元兴、郞介金主编 江苏科学技术 出版社 u《动物繁殖生物技术》 桑润滋主编 中国农业出版社 u《家畜繁殖学》 董伟主编.中国农业出版社. u《哺乳动物发育工程实验方法》 菅原七郎主编 张志 超等译 南京大学出版社 u《动物繁殖学》周虚等主编 吉林人民出版社 u《农畜繁殖学》 [美]E.S.E 哈弗士主编 参 考 书 目 研究生教学用书 u桑润滋《动物繁殖生物技术》 u朱士恩《动物生殖生理学》 参 考 网站 uhttp://libwww.njau.edu.cn/index.asp uhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ uhttp://www.china-rong.com/ u北京安伯胚胎生物技术中心 http://www.embryochina.com u南农大精品课程网(动物繁殖学) http://jpkc.njau.edu.cn/reprod/ 相 关 期 刊 u黑龙江动物繁殖 u生殖与避孕 uANIMAL REPRODUCTION SCIENCE uBIOLOGY OF REPRODUCTION uJOURNAL OF ASSISTED REPRODUCTION AND GENETICS uJOURNAL OF REPRODUCTION AND DEVELOPMENT uMOLECULAR REPRODUCTION AND DEVELOPMENT uREPRODUCTION uREPRODUCTION FERTILITY AND DEVELOPMENT uREPRODUCTION IN DOMESTIC ANIMALS uREPRODUCTION NUTRITION DEVELOPMENT 本章小结 u重点 u动物繁殖学研究内容 u动物繁殖学研究意义 u难点 u动物繁殖学研究内容 思 考 题 u动物繁殖学的研究内容 u动物繁殖学的研究意义 u动物繁殖学的研究的基本方法
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