高中生物选修三《32体外受精和早期胚胎培养》教学案

『网络构建』试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在条件下成熟和，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。方法一：用处理，使其超数排卵，从中冲取精子（针对卵母细胞的实验动物，家畜猪、羊等）方法二：从屠宰母畜卵巢中采集方法三：借助、内窥镜、等工具直接从母畜中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）体外受精卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟精子的采集：方法有、手握法和电刺激法等精子的：方法有培养法（通过获能培养液）、法（通过肝素或钙离子载体A23187）获能溶液或专用的受精溶液受精：获能的精子＋培养成熟的卵子完成受精胚胎早期培养条件：受精卵在发育培养液中培养培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、等答案：体外受精采集促性腺激素输卵管超声波探测仪腹腔镜活体卵巢假阴道法获能化学诱导血清『重难点归纳』[]一、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么？方法一：对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。方法二：从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。方法三：直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采卵。需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。后两种方法适用于大家畜和大动物。注意：采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。二、如何选择用于体外培养的卵母细胞？在选择卵母细胞时，无论用哪种方法采集到的卵母细胞，外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围，形成一个叫卵丘复合体的结构（COC）。这种结构对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重要的。在对家畜体外受精的操作中，一般把未成熟的卵母细胞分成A、B、C、D四级。对A级卵母细胞要求是有3层以上的卵丘细胞包围，卵母细胞的细胞质均匀；B级是少于3层卵丘细胞，但卵母细胞质要均匀；C级为没有卵丘细胞包围的卵母细胞，又称裸卵，培养效果很差；D级是退化或死亡的卵母细胞，应淘汰。A、B两类卵母细胞培养效果较好。三、采集精子的方法有几种？各有什么具体要求？主要分为假阴道法、手握法和电刺激法。假阴道法是用特制的假阴道，满足雄性动物交配时对压力、温度和润滑度的要求。同时要配备有与供精动物相适应的台畜，训练动物爬跨台畜，借假阴道收集精液。手握法是通过徒手或戴乳胶手套的手，直接把握雄性动物阴茎，施以适当压力和刺激即可引起射精，并可收集富含精子部分的精液。电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于腰荐部的射精中枢引起射精，此方法只适用于野生或某些经济动物。此外，对于啮齿类的实验动物可在处死后从附睾尾收集精液。四、以牛为例，从屠宰场收集卵巢中的卵母细胞进行体外受精的应用效果如何？目前，从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢平均可采集10枚左右可用卵母细胞，经体外培养成熟和受精后约可获4枚可用的胚胎，经过移植给受体母牛，最终可得到1～2头犊牛。牛的体外受精胚胎的工厂化生产已在一些发达国家开展。『复习策略』[]本节内容是在哺乳动物体内受精和胚胎发育的理论基础上，着重简述哺乳动物体外受精和胚胎早期培养的技术方法。内容简单，容易掌握，但应对体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义和哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤有深刻体会，领悟其探究的方法，并能通过学习，绘制出“试管牛”工厂化生产的技术流程图解。『限时训练』一、基础训练：1、下列关于体外受精技术的说法中，错误的是（）A．体外受精技术需要的温度大约为37℃B．体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的[高考资源网]C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术D．体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制2、对家畜进行卵母细胞采集时，可先用（）处理A.促性腺激素B.促性腺激素释放激素C.肝素D.性激素3、从活体动物的卵巢中直接采卵时，不正确的方法是（）A.超声波探测仪B.内窥镜C.腹腔镜D.阴道镜4、精液保存的方法是（）A．高温保存B.常温保存C.低温保存D.超低温保存5、在体外受精前，要对精子进行（）A.纯化处理B.获能处理C.电刺激D.超声波处理6、卵母细胞培养到（）期时，就可以与获能精子进行体外受精了A.ＭＩB.ＭＩＩC.桑椹期D.囊胚期7、精子的顶体由来自细胞质的（）变成A．线粒体B.中心小体C.高尔基体D.纺锤体8、（多选）采取精子的方法是（）A．假阴道法B.手握法C.筒握法D.电刺激法9、精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入（）A.受体动物体内B.培养箱C.发育培养液D.冷库冷藏10、（多选）精子体外获能的方法有（）A.化学法B.电刺激法C.培养法D.冷藏法11、（多选）利用假阴道采精时，要求假阴道应具备的条件是（）A．适宜温度B.适宜压力C.适宜润滑度D.适宜气味E.适宜湿度12、（多选）用化学法使精子获能，采用化学药物是一定浓度的（）[高考资源网]A.氯化钠溶液B.肝素C.钙离子溶液D.磷酸缓冲液E.钙离子载体A2318713、（多选）体外受精的主要步骤是（）A.卵母细胞的采集B.卵细胞的采集C.精子的采集D.受精14、（多选）常规的胚胎移植的技术环节包括（）A．胚胎采集B.胚胎检查C.胚胎培养、保存D.胚胎移植；二、能力提高：1、体外培养哺乳动物胚胎的培养液应用以下哪些成分（）①无机盐②有机盐③激素④蛋白质⑤葡萄糖⑥维生素⑦氨基酸⑧核苷酸⑨脂肪酸⑩血清A.①②④⑤⑥⑧⑨⑩B.①③⑤⑥⑦⑧⑩C.①②③④⑥⑦⑧⑨⑩D.①②③⑥⑦⑩2、下列关于促进雌性动物大量排卵的叙述中，正确的是（）A.给未成年的雌性动物注射大量的相关激素，使其排卵B.给性成熟的雌性动物注射大量的相关激素，使其超数排卵C.给未成年的雌性动物注射一定的相关激素，使其排卵D.给性成熟的雌性动物注射一定的相关激素，使其超数排卵3、（多选）在（）等问题解决后，胚胎移植象人工授精一样简单A．卵子体外培养B.胚胎冷冻保存C.体外受精D.核移植三、创新设计：1、阅读下面的资料，请回答下列问题：体外受精技术是继人工授精、胚胎移植技术之后，家畜繁殖领域的第三次革命。特别是近10年来，随着一系列高新生物技术的发展，如DNA图谱的构建、细胞核移植、转基因技术、胚胎干细胞的建立和克隆动物的研究，推动了体外受精技术向前发展。哺乳动物体外受精研究已有100余年的历史。早在1878年，澳大利亚科学家斯科克（Schek）就用兔进行过实验，此后皮克斯（Pincus）等科学家曾对家兔和小鼠进行过体外受精。随着体外受精方法的不断完善，已先后对30多种哺乳动物体外受精并相继获得成功，其中移植获得的试管后代家畜有牛、山羊、猪、绵羊等。近年来，研究者在改良培养液、培养条件，提高胚胎体外生产效率方面做了大量的工作。其主要目的是：尽量模拟体内受精和发育环境，提高胚胎体外生产效率；通过在培养体系中添加化学物质以图更好地了解整个受精过程中的生理机制。但体外胚胎生产技术的累积效率却很低，即使胚胎培养在体内也只有5%-10％的成功率。（1）体外受精技术操作的对象是（）A．生殖细胞B．受精卵C．早期胚胎细胞D.A,B,C都是（2）体外受精技术的理论基础是________________，基本原理是________________『答案』一、基础训练：1.B2.A3.D4.D5.B6.B7.C8.ABD9.C10.AC11.ABC12.BE13.ACD14.ABCD二、能力提高：1.D2.D3.BC三、创新设计：1.（1）D（2）胚胎发育学人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精。