學年人教版選修體外受精和早期胚胎培養(yǎng)（張）

3.2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)人教版生物選修三專題3胚胎工程福建省浦城縣仙陽中學李立堅自主學習新知突破1．了解試管動物技術。2．識記卵細胞采集和培養(yǎng)的方法。3．掌握體外受精的過程。4．知道胚胎的早期培養(yǎng)所需條件。試管嬰兒1978年7月26日，世界首例試管嬰兒“路易斯．布朗”在英國誕生，現(xiàn)已成為母親。轉基因試管牛我國首例轉基因試管?！疤咸稀庇?999年2月19日在上海誕生1988年3月10日我國首例試管嬰兒根據(jù)資料回答下列問題：1.資料上用到了什么生物技術？

試管嬰兒技術（包括體外受精、胚胎體外培養(yǎng)）和胚胎移植技術。2.試管嬰兒和母親正常懷孕，生產(chǎn)的過程有何異同？相同之處：都通過有性生殖產(chǎn)生，在母體子宮內(nèi)發(fā)育形成胎兒。不同之處：受精作用在體外，并在體外發(fā)育成早期胚胎進行胚胎移植。(1)概念：通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)過移植產(chǎn)生后代的技術。(2)過程牛的生育率雖然很低，但是牛的卵母細胞卻相當?shù)亩?，其卵巢中卵母細胞?shù)目要比一生中排卵數(shù)多1000倍左右公牛產(chǎn)生的精子數(shù)目就更多了偉大設想誕生了采集良種母牛卵母細胞采集良種公牛精子卵母細胞的體外培養(yǎng)精子體外獲能體外受精良種牛體外受精胚胎受體牛良種犢牛成熟期牛屠宰加工廠采集卵巢中卵母細胞市場“試管?！惫I(yè)化生產(chǎn)的技術流程圖胚胎移植1.卵母細胞的收集和培養(yǎng)對不同動物,采取卵母細胞的方法不同用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。如何使雌性動物排出更多的卵子促性腺激素處理對實驗動物小鼠、兔和小家畜,豬、羊動物如何采集卵子從輸卵管中沖取卵子，又叫（沖卵）對于大家畜或大型動物如何采集卵子屠宰場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。超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡（活體）采集的卵子是否馬上可以受精初級卵母細胞，體外培養(yǎng)至MII中期2.精子的收集和獲能

1)收集的方法:假陰道法,手握法和電刺激等2)獲能處理:培養(yǎng)法：(人工配制的獲能液中培養(yǎng)）嚙齒動物、家兔和豬化學法：（一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，化學藥物誘導）牛、羊3.受精在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程[思考探討]

1.試管動物技術培育出的動物屬于克隆嗎？2．采集的卵母細胞培養(yǎng)到什么階段才能受精？提示：1.不是。試管動物技術需經(jīng)過受精過程，屬于有性生殖。而克隆技術是無性生殖。2．減數(shù)第二次分裂中期。1．卵母細胞采集和培養(yǎng)的方法比較采集方法采集過程采集后的操作輸卵管沖取法利用促性腺激素促使雌性動物排出更多的卵子，從輸卵管沖取卵子可直接與獲能的精子在體外受精已屠宰動物卵巢內(nèi)采集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，才能與獲能的精子受精活體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2.對精子進行獲能處理方法名稱方法的內(nèi)容適用對象培養(yǎng)法將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中，培養(yǎng)一段時間嚙齒動物、家兔、豬等化學誘導法將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中進行誘導牛、羊等家畜3.受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都可以在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。概括如下：

(1)采集到的卵母細胞必須培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才會與獲能的精子受精。(2)用促性腺激素時，只能注射不能飼喂，因為促性腺激素是肽類化合物，飼喂會因消化道的消化作用而失去原有的效用。胚胎的早期培養(yǎng)氨基酸動物血清受精狀況受精卵桑椹胚囊胚

[思考探討]

3.胚胎早期培養(yǎng)的目的是什么？提示：

檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。1．胚胎的早期培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液項目動物胚胎培養(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)物質氨基酸、核苷酸糖、氨基酸調節(jié)物質維生素、激素促生長因子特有成分血清血清、血漿2．“試管?！惫S化生產(chǎn)的技術流程圖(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)。[記知識綱要]

[背關鍵語句]1．試管動物技術中，首先要做的是體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)。2．哺乳動物的體外受精主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等幾個主要步驟。3．收集精子常用的方法有假陰道法、手握法和電刺激法。4．精子體外獲能的方法有培養(yǎng)法和化學誘導法兩種。5．哺乳動物胚胎的培養(yǎng)液中，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質。

合作探究課堂互動體外受精的過程

關于牛體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)的敘述，正確的是(

)A．精子和卵子受精后即可移入母牛子宮B．采集的卵母細胞應立即與精子共同放入培養(yǎng)液才能形成受精卵C．成熟卵子與收集來獲能的精子相遇形成的受精卵，需培養(yǎng)到一定階段才可移植D．體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)即受精過程和胚胎發(fā)育只需在體外進行[自主解答]

________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)育到桑椹胚階段或囊胚階段才能進行移植，移植入母體后繼續(xù)發(fā)育形成幼體產(chǎn)出。答案：C1．哺乳動物體外受精的過程是(

)①卵母細胞的采集②精子的采集③卵母細胞的人工培養(yǎng)④精子的獲能處理⑤精子與成熟的卵子在受精溶液中共同培養(yǎng)⑥精子用CaCl2處理⑦卵母細胞用一定濃度的肝素溶液處理⑧體外受精⑨受精卵培養(yǎng)A．①⑦④→②⑤⑧⑨

B．①③④→②⑤⑧⑨C．①⑦④→②⑧⑤⑨

D．①⑦⑥→②⑧⑤⑨解析：哺乳動物的體外受精的過程為：卵母細胞和精子的采集→體外培養(yǎng)→體外受精→早期胚胎(受精卵)的培養(yǎng)。而一定濃度的肝素溶液是用于精子的體外獲能；CaCl2溶液用于基因工程中細菌細胞壁的處理。答案：B

關于早期胚胎培養(yǎng)的說法，不正確的是(

)A．早期胚胎培養(yǎng)液的成分通常含有血清B．早期胚胎培養(yǎng)液的成分較一般動物細胞培養(yǎng)液的成分簡單C．動物種類不同，進行胚胎移植的早期胚胎所處階段不同D．進行胚胎移植之前，可將培養(yǎng)到適宜時期的早期胚胎進行保存[自主解答]

________早期胚胎的培養(yǎng)解析：胚胎早期的培養(yǎng)液，與動物細胞培養(yǎng)液相似，如都含有動物血清等物質。早期胚胎培養(yǎng)在本質上也可看做動物細胞培養(yǎng)。答案：B2．胚胎早期培養(yǎng)需要用液體培養(yǎng)基，其成分是(

)A．水、無機鹽、維生素、激素、有機鹽、氨基酸、核苷酸、血清等B．蔗糖、水、無機鹽、維生素、激素C．蔗糖、水、無機鹽、氨基酸、核苷酸、血清D．水、無機鹽、維生素、有機鹽、淀粉等答案：A

高效測評知能提升1．下列有關試管動物的說法中正確的是(

)A．試管牛所采用的技術中包含克隆技術和體外受精、胚胎移植B．對動物采卵時常用的激素是促性腺激素C．試管嬰兒技術能使不能產(chǎn)生精子或卵子的夫婦得到自己的孩子D．從雌性動物體內(nèi)采集的卵子或卵母細胞均需體外培養(yǎng)后，才能與獲能的精子受精答案：B2．良種試管牛的繁殖過程是：用激素促進甲牛多排卵，然后把卵子在體外與人工采集的乙牛的精子進行受精，在特定培養(yǎng)基中培育成胚胎，再把胚胎送入經(jīng)過激素處理的丙牛的子宮內(nèi)，孕育成試管牛。下列相關敘述錯誤的是(

)A．精卵結合前都需進行培養(yǎng)B．“促進甲牛多排卵”的激素是孕激素C．甲牛、乙牛對試管牛核遺傳物質的貢獻相同D．該技術可應用于加快優(yōu)良種畜的繁殖解析：對于大型動物采集的卵母細胞，都需經(jīng)體外人工培養(yǎng)成熟后，才具備受精能力；精子也需要進行培養(yǎng)使其獲能，故A正確。促進動物多排卵的激素是促性腺激素，故B錯誤。試管牛的核遺傳物質一半來自甲牛的卵子，一半來自乙牛的精子，故C正確。該技術可充分發(fā)揮母畜的優(yōu)良特性，可用于加快優(yōu)良種畜的繁殖，故D正確。答案：B3．試管嬰兒之父——愛德華茲因體外受精技術獲得2010年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，該體外受精技術又稱試管嬰兒技術。則下列說法錯誤的是(

)A．將收集到的精子放在一定濃度的肝素溶液中培養(yǎng)是為了誘導精子獲能B．受精過程防止多精入卵的生理反應包括透明帶反應和卵黃膜封閉作用C．進行早期胚胎培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中除加入一些必要的營養(yǎng)成分外，還應添加激素和血清D．一般將胚胎培養(yǎng)至囊胚或原腸胚時，再進行胚胎移植解析：將收集到的精子放在一定濃度的肝素溶液中培養(yǎng)是為了誘導精子獲能，精子獲能后才能完成受精作用；受精過程中，透明帶反應和卵黃膜封閉作用防止了多精入卵；由于動物培養(yǎng)液的成分到目前為止還沒完全弄清楚，所以應加入血清等天然成分；胚胎移植應在囊胚階段或桑椹胚階段進行。答案：D4．控制哺乳動物的性別對于畜牧生產(chǎn)有著十分重要的意義。目前，分離精子技術是有效的性別控制方法。例如，牛的含X染色體的精子的DNA含量比含Y染色體的精子的DNA含量高出4%左右，利用這一差異人們借助特殊儀器將它們分離開來，再通過胚胎工程技術就可培育出所需性別的試管牛(如下圖所示)。根據(jù)以上信息回答下列相關問題：(1)圖中過程①采集精子時，常采用________法，獲得的精子經(jīng)__________誘導后才能受精。(2)圖中過程③通常采用__________技術。在這個過程中________的精子與卵子相遇時，首先發(fā)生________反應釋放出有關的酶直接溶解卵丘細胞之間的物質。防止多精入卵的生理反應有________________________。(3)為了確保得到所需性別的試管牛，往往需要對移植前的胚胎進行性別鑒定，請舉出一種對早期胚胎進行性別鑒定的方法：_____________________。解析：(1)采集精子的方法主要有三種：手握法、假陰道法、電刺激法，對于牛常采用的方法是假陰道法，且采