人教生物選修體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

人教生物選修體外受精和早期胚胎培養(yǎng)第1頁/共40頁學習導航1.簡述試管動物培育過程。[重點]2.簡述卵母細胞的采集和培養(yǎng)方法。3.了解收集精子和獲能的處理方法。[重點]第2頁/共40頁新知初探思維啟動一、試管動物技術1.概念：通過人工操作使精子和卵子在_____條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎，經(jīng)胚胎移植后產(chǎn)生后代的技術。2.前期技術：_________、早期胚胎培養(yǎng)。體外體外受精第3頁/共40頁悟一悟1．試管動物技術屬于無性生殖還是有性生殖的范疇？【提示】有性生殖。二、體外受精哺乳動物的體外受精主要包括：卵母細胞的采集、____________和受精等主要步驟。精子的獲取第4頁/共40頁1.卵母細胞的采集和培養(yǎng)采集方法適用范圍采集過程采集后的操作舉例輸卵管沖取法實驗動物利用___________促使雌性動物排出更多的卵子，從________沖取卵子可直接與獲能的精子在體外受精小鼠、兔、豬、羊等促性腺激素輸卵管第5頁/共40頁采集方法適用范圍采集過程采集后的操作舉例已屠宰動物卵巢內(nèi)采集大型動物或大家畜從已屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細胞采集后的卵母細胞都要在體外經(jīng)過人工培養(yǎng)成熟后，才能與__________受精?；铙w采卵借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡和腹腔鏡等儀器,直接從活體動物卵巢中采集卵母細胞獲能的精子第6頁/共40頁想一想2.剛采集的卵母細胞要培養(yǎng)到什么階段才能受精？【提示】減數(shù)第二次分裂中期。第7頁/共40頁2.精子的采集和獲能(1)收集精子的方法①假陰道法：大家畜和大型動物。②_______法：體型較小，易于控制的動物。③_________法：野生動物或經(jīng)濟動物。手握電刺激第8頁/共40頁(2)精子體外獲能的方法方法操作過程適用動物培養(yǎng)法將精子放入人工配制的______中使其獲能嚙齒動物、家兔及豬等動物化學誘導法將精子放在一定濃度的______或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導精子獲能牛、羊等家畜獲能液肝素第9頁/共40頁3.受精獲能精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。三、胚胎的早期培養(yǎng)1.培養(yǎng)液的成分一般包括無機鹽類、有機鹽類、_______、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分以及_______等物質(zhì)。維生素血清第10頁/共40頁2.胚胎早期培養(yǎng)的目的(1)精子和卵子在體外受精后，應將受精卵移入_____________中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。(2)當胚胎發(fā)育到適宜的階段可進行受體移植或___________。發(fā)育培養(yǎng)液冷凍保存第11頁/共40頁3.胚胎移植的時間不同動物胚胎移植的時間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到________階段或_______階段進行移植。人的體外受精胚胎，可在8～16個細胞階段移植。桑椹胚囊胚第12頁/共40頁要點突破講練互動要點一試管動物技術1.試管動物技術的應用引進的良種牛大量繁殖的主要難題：牛的生育率很低，一頭牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，一生約生育四五次。第13頁/共40頁2.試管嬰兒和克隆的區(qū)別試管嬰兒克隆生物原理或技術體外受精、胚胎移植細胞核的全能性、核移植生殖類型有性生殖無性生殖后代性狀的繼承特點后代繼承提供遺傳物質(zhì)的雙親的特性幾乎全部性狀與提供核的親本性狀一樣第14頁/共40頁特別提醒試管動物與克隆動物的比較(1)起點不同：試管動物是受精卵，克隆動物是經(jīng)核移植后的重組細胞。(2)遺傳來源不同：試管動物來源于親本雙方,克隆動物主要來源于供核一方。(3)生殖方式不同：試管動物為有性生殖，克隆動物為無性生殖。第15頁/共40頁下列關于“克隆羊”“試管羊”“轉基因羊”的說法合理的一項是(

)A．在培育過程中，都用到了動物細胞培養(yǎng)技術、核移植技術、胚胎移植技術B．它們是通過相同的生殖方式獲得的C．它們的遺傳物質(zhì)都只來自一個親本D．它們在形成過程中，一般都有卵細胞參與例1第16頁/共40頁【解析】克隆羊的培育過程：將一只母羊乳腺上皮細胞的細胞核，注入另一只母羊的無核卵細胞中，形成重組細胞，在體外發(fā)育成早期胚胎，然后移植到第三只母羊的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。該過程用到了核移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術、胚胎移植技術。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于無性生殖；試管羊是指精卵在試管內(nèi)受精形成受精卵，體外發(fā)育成早期胚胎,然后移植到母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。第17頁/共40頁該過程用到了動物細胞培養(yǎng)技術、胚胎移植技術。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于有性生殖；轉基因羊的培育是將目的基因注入受精卵的核內(nèi)，然后把經(jīng)過注射的受精卵移植到另一只雌性動物的子宮內(nèi)，使受精卵發(fā)育為轉基因動物。該過程用到了胚胎移植技術。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于有性生殖?！敬鸢浮?/p>

D第18頁/共40頁變式訓練下列關于培育試管嬰兒的敘述，不正確的是(

)A．培育試管嬰兒要進行體外受精過程B．試管嬰兒的發(fā)育場所主要在試管內(nèi)C．試管嬰兒的發(fā)育場所主要在母體內(nèi)D．試管嬰兒具有雙親的遺傳特性第19頁/共40頁解析：選B。培育試管嬰兒是精子和卵子在體外培養(yǎng)情況下受精，然后將早期發(fā)育的胚胎(多為四細胞時期)移植回母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，足月后分娩。受精卵在試管內(nèi)發(fā)育的時間很短。第20頁/共40頁要點二體外受精體外受精主要包括卵母細胞的采集、精子的獲能和受精等幾個主要步驟。1.卵母細胞的采集和培養(yǎng)第一種方法：對實驗動物如小鼠、兔和家畜豬、羊等卵母細胞采集時，可先用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后在適當?shù)臅r間從輸卵管中沖取卵子，并使其直接與獲能的精子在體外受精。第21頁/共40頁第二種方法：從剛屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細胞。第三種方法：活體采卵。需借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物卵巢中吸取卵母細胞。后兩種方法適用于大家畜或大型動物。采集的卵母細胞需在體外培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精。第22頁/共40頁2.精子獲能的處理方法在體外受精前,必須先對精子進行獲能處理，方法有：(1)培養(yǎng)法：對于嚙齒類動物、家兔和豬等動物，將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中，培養(yǎng)一段時間后，精子就可獲能。(2)化學誘導法：對于牛、羊等家畜，將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導精子獲能。第23頁/共40頁3.受精獲能的精子和成熟后的卵子在體外合適的環(huán)境下共同培養(yǎng)一段時間，便可受精；受精后形成的受精卵需經(jīng)早期發(fā)育培養(yǎng)，才能完成植入或著床。過程概括如下：第24頁/共40頁如圖是通過體外受精培育某良種牛后代的過程，據(jù)圖回答下列問題。例2第25頁/共40頁(1)①的目的是使母牛多排卵，所用的方法是用__________處理,從_________中采集卵子。(2)②是__________過程，因此這是__________生殖方式，其常見的可遺傳的變異類型有_____________________________________________________________________。第26頁/共40頁(3)③過程是________________，其培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液的不同在于，前者含有________________，而后者不含有。(4)④過程是__________，移植的胚胎是在__________階段。第27頁/共40頁【解析】牛常用的采集卵母細胞的方法是用促性腺激素處理，促進其超數(shù)排卵，然后從輸卵管中獲取卵子。卵子與精子結合的過程稱為受精，因此牛的生殖方式為有性生殖。進行有性生殖的動物，其可遺傳的變異類型有基因突變、基因重組、染色體變異。在早期胚胎的培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液的成分主要有兩“鹽”(有機鹽和無機鹽)、兩“素”(維生素和激素)、兩“酸”(氨基酸和核苷酸),還有水及動物血清等，胚胎培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段開始進行移植。第28頁/共40頁【答案】

(1)促性腺激素輸卵管(2)受精有性基因突變、基因重組、染色體變異(3)體外早期胚胎的培養(yǎng)有機鹽、維生素、激素、核苷酸(4)胚胎移植桑椹胚或囊胚第29頁/共40頁互動探究(1)精子獲能的方法主要有哪些？(2)體外采集小鼠的卵子常用哪種方法？【提示】

(1)培養(yǎng)法和化學誘導法。(2)超數(shù)排卵處理法。第30頁/共40頁【探規(guī)尋律】

(1)獲取卵細胞的方法有：①小動物應用促性腺激素誘導超數(shù)排卵；②大家畜一般從屠宰場屠宰的母畜卵巢獲得;③也可以借助內(nèi)窺鏡或腹腔鏡直接從卵巢吸取。(2)獲取的卵細胞必須在體外培養(yǎng)到MⅡ中期.(3)用于體外受精用的精子,必須在體外獲能，并且受精過程必須在獲能液中完成。第31頁/共40頁要點三胚胎的早期培養(yǎng)1.胚胎早期培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液成分的比較項目動物胚胎培養(yǎng)液動物細胞培養(yǎng)液鹽類無機鹽、有機鹽無機鹽、微量元素營養(yǎng)物質(zhì)氨基酸、核苷酸糖、氨基酸調(diào)節(jié)物質(zhì)維生素、激素促生長因子特有成分血清血清、血漿第32頁/共40頁2.移植方式：當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，冷凍保存或移植到受體動物子宮內(nèi)培養(yǎng)。3.試管牛工廠化生產(chǎn)的技術流程第33頁/共40頁(1)結果：實現(xiàn)良種牛的快速、大量繁殖。(2)所用技術：體外受精、早期胚胎培養(yǎng)。特別提醒

(1)胚胎的早期培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液類似，但是二者所依據(jù)的原理和培養(yǎng)目的不同。第34頁/共40頁(2)早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分巧記為兩“鹽”：無機鹽和有機鹽；兩“素”：維生素和激素；兩“酸”：氨基酸和核苷酸；另有水和血清等。(3)胚胎發(fā)育到適宜階段時，既可向受體移植，也可冷凍保存。早期胚胎一般是指可用于移植的胚胎,即在原腸胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早階段的胚胎。第35頁/共40頁關于牛體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)的敘述中正確的是(

)A．精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宮B．采集的卵細胞應立即與精子共同放入培養(yǎng)液才能形成受精卵C．成熟卵子與收集來的精子相遇形成的受精卵需培養(yǎng)到一定階段才可移植例3第36頁/共40頁D．體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)即胚胎發(fā)育和受精過程只需在體外進行【解析】卵母細胞要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精，受精卵發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段才能移植，植入體內(nèi)后繼續(xù)發(fā)育形成幼體產(chǎn)出?！?/p>