2013年人教版生物选修3精品课件-3.2-体外受精和早期胚胎培养

3．2体外受精和早期胚胎培养学习导航1.简述试管动物培育过程。[重点]2.简述卵母细胞的采集和培养方法。3.了解收集精子和获能的处理方法。[重点]新知初探思维启动一、试管动物技术1.概念：通过人工操作使精子和卵子在_____条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎，经胚胎移植后产生后代的技术。2.前期技术：_________、早期胚胎培养。体外体外受精悟一悟1．试管动物技术属于无性生殖还是有性生殖的范畴？【提示】有性生殖。二、体外受精哺乳动物的体外受精主要包括：卵母细胞的采集、____________和受精等主要步骤。精子的获取1.卵母细胞的采集和培养采集方法适用范围采集过程采集后的操作举例输卵管冲取法实验动物利用___________促使雌性动物排出更多的卵子，从________冲取卵子可直接与获能的精子在体外受精小鼠、兔、猪、羊等促性腺激素输卵管采集方法适用范围采集过程采集后的操作举例已屠宰动物卵巢内采集大型动物或大家畜从已屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞采集后的卵母细胞都要在体外经过人工培养成熟后，才能与__________受精牛活体采卵借助超声波探测仪、内窥镜和腹腔镜等仪器,直接从活体动物卵巢中采集卵母细胞获能的精子想一想2.刚采集的卵母细胞要培养到什么阶段才能受精？【提示】减数第二次分裂中期。2.精子的采集和获能(1)收集精子的方法①假阴道法：大家畜和大型动物。②_______法：体型较小，易于控制的动物。③_________法：野生动物或经济动物。手握电刺激(2)精子体外获能的方法方法操作过程适用动物培养法将精子放入人工配制的______中使其获能啮齿动物、家兔及猪等动物化学诱导法将精子放在一定浓度的______或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能牛、羊等家畜获能液肝素3.受精获能精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。三、胚胎的早期培养1.培养液的成分一般包括无机盐类、有机盐类、_______、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及_______等物质。维生素血清2.胚胎早期培养的目的(1)精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入_____________中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(2)当胚胎发育到适宜的阶段可进行受体移植或___________。发育培养液冷冻保存3.胚胎移植的时间不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到________阶段或_______阶段进行移植。人的体外受精胚胎，可在8～16个细胞阶段移植。桑椹胚囊胚要点突破讲练互动要点一试管动物技术1.试管动物技术的应用引进的良种牛大量繁殖的主要难题：牛的生育率很低，一头牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。2.试管婴儿和克隆的区别试管婴儿克隆生物原理或技术体外受精、胚胎移植细胞核的全能性、核移植生殖类型有性生殖无性生殖后代性状的继承特点后代继承提供遗传物质的双亲的特性几乎全部性状与提供核的亲本性状一样特别提醒试管动物与克隆动物的比较(1)起点不同：试管动物是受精卵，克隆动物是经核移植后的重组细胞。(2)遗传来源不同：试管动物来源于亲本双方,克隆动物主要来源于供核一方。(3)生殖方式不同：试管动物为有性生殖，克隆动物为无性生殖。下列关于“克隆羊”“试管羊”“转基因羊”的说法合理的一项是()A．在培育过程中，都用到了动物细胞培养技术、核移植技术、胚胎移植技术B．它们是通过相同的生殖方式获得的C．它们的遗传物质都只来自一个亲本D．它们在形成过程中，一般都有卵细胞参与例1【解析】克隆羊的培育过程：将一只母羊乳腺上皮细胞的细胞核，注入另一只母羊的无核卵细胞中，形成重组细胞，在体外发育成早期胚胎，然后移植到第三只母羊的子宫内继续发育。该过程用到了核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植技术。遗传物质来自两个亲本，属于无性生殖；试管羊是指精卵在试管内受精形成受精卵，体外发育成早期胚胎,然后移植到母体子宫内继续发育。该过程用到了动物细胞培养技术、胚胎移植技术。遗传物质来自两个亲本，属于有性生殖；转基因羊的培育是将目的基因注入受精卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。该过程用到了胚胎移植技术。遗传物质来自两个亲本，属于有性生殖。【答案】D变式训练下列关于培育试管婴儿的叙述，不正确的是()A．培育试管婴儿要进行体外受精过程B．试管婴儿的发育场所主要在试管内C．试管婴儿的发育场所主要在母体内D．试管婴儿具有双亲的遗传特性解析：选B。培育试管婴儿是精子和卵子在体外培养情况下受精，然后将早期发育的胚胎(多为四细胞时期)移植回母体子宫内继续发育，足月后分娩。受精卵在试管内发育的时间很短。要点二体外受精体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。1.卵母细胞的采集和培养第一种方法：对实验动物如小鼠、兔和家畜猪、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中冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：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。第三种方法：活体采卵。需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。后两种方法适用于大家畜或大型动物。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。2.精子获能的处理方法在体外受精前,必须先对精子进行获能处理，方法有：(1)培养法：对于啮齿类动物、家兔和猪等动物，将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，精子就可获能。(2)化学诱导法：对于牛、羊等家畜，将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。3.受精获能的精子和成熟后的卵子在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精；受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床。过程概括如下：如图是通过体外受精培育某良种牛后代的过程，据图回答下列问题。例2(1)①的目的是使母牛多排卵，所用的方法是用__________处理,从_________中采集卵子。(2)②是__________过程，因此这是__________生殖方式，其常见的可遗传的变异类型有_____________________________________________________________________。(3)③过程是________________，其培养液成分与动物细胞培养液的不同在于，前者含有________________，而后者不含有。(4)④过程是__________，移植的胚胎是在__________阶段。【解析】牛常用的采集卵母细胞的方法是用促性腺激素处理，促进其超数排卵，然后从输卵管中获取卵子。卵子与精子结合的过程称为受精，因此牛的生殖方式为有性生殖。进行有性生殖的动物，其可遗传的变异类型有基因突变、基因重组、染色体变异。在早期胚胎的培养过程中培养液的成分主要有两“盐”(有机盐和无机盐)、两“素”(维生素和激素)、两“酸”(氨基酸和核苷酸),还有水及动物血清等，胚胎培养到桑椹胚或囊胚阶段开始进行移植。【答案】(1)促性腺激素输卵管(2)受精有性基因突变、基因重组、染色体变异(3)体外早期胚胎的培养有机盐、维生素、激素、核苷酸(4)胚胎移植桑椹胚或囊胚互动探究(1)精子获能的方法主要有哪些？(2)体外采集小鼠的卵子常用哪种方法？【提示】(1)培养法和化学诱导法。(2)超数排卵处理法。【探规寻律】(1)获取卵细胞的方法有：①小动物应用促性腺激素诱导超数排卵；②大家畜一般从屠宰场屠宰的母畜卵巢获得;③也可以借助内窥镜或腹腔镜直接从卵巢吸取。(2)获取的卵细胞必须在体外培养到MⅡ中期.(3)用于体外受精用的精子,必须在体外获能，并且受精过程必须在获能液中完成。要点三胚胎的早期培养1.胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分的比较项目动物胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子特有成分血清血清、血浆2.移植方式：当胚胎发育到适宜的阶段时，冷冻保存或移植到受体动物子宫内培养。3.试管牛工厂化生产的技术流程(1)结果：实现良种牛的快速、大量繁殖。(2)所用技术：体外受精、早期胚胎培养。特别提醒(1)胚胎的早期培养与动物细胞培养所用的培养液类似，但是二者所依据的原理和培养目的不同。(2)早期胚胎培养的培养液成分巧记为两“盐”：无机盐和有机盐；两“素”：维生素和激素；两“酸”：氨基酸和核苷酸；另有水和血清等。(3)胚胎发育到适宜阶段时，既可向受体移植，也可冷冻保存。早期胚胎一般是指可用于移植的胚胎,即在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早阶段的胚胎。关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述中正确的是()A．精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫B．采集的卵细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C．成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵需培养到一定阶段才可移植例3D．体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行【解析】卵母细胞要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植，植入体内后继续发育形成幼体产出。【答案】C变式训练关于早期胚胎培养的说法,不正确的是()A．发育培养液的成分通常含有血清B．发育培养液的成分较一般动物细胞培养液的成分简单C．动物种类不同，进行胚胎移植的早期胚胎所处阶段不同D．进行胚胎移植之前，可将培养到适宜时期的早期胚胎进行保存解析：选B。进行胚胎早期培养的发育培养液,与动物细胞培养液相似，但成分稍复杂。