2018-2019学年高中生物 专题3 胚胎工程 3.2 体外受精和早期胚胎培养学案 新人教版选修3

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1、3.2　体外受精和早期胚胎培养[学习目标]　1.说出卵母细胞、精子的采集和培养方法，简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤和过程。2.概述动物早期胚胎培养的方法。方式一　“超时空女婴”1986年白血病患者克里斯在16岁时(接受放疗前)冷冻了部分自己的精子。2008年，克里斯与妻子梅洛迪决定用22年前保存的冷冻精子接受试管受精手术。2008年6月，医生从梅洛迪的卵巢中提取出15枚卵子。最后共有7枚卵子受精发育成胚胎，医生将两枚胚胎植入到梅洛迪的子宫中。2009年2月25日，梅洛迪在一家医院中顺利生下了3.37千克重

2、的女婴斯特拉。美国医学专家称，冷藏了22年的精子依然能够孕育生命，创下了一项世界医学史纪录，斯特拉也被称作是“来自1986年的超时空女婴”。如何进行体外受精及胚胎的早期培养，让我们一起来学习这些知识吧。方式二　现状：国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右；国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右；我国蒙古黄牛：均重300kg；海福特肉用牛：2岁体重可达800kg。如何实现良种牛快速大量繁殖呢？问题：(1)引进一头良种成年奶牛需要3～5万元。(2)牛的生育率低，一头牛一胎只生一个，一生只能生育4～5次。牛的生育率虽

3、然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1000倍左右。公牛产生的精子数目就更多了。设想：通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代，这就是试管动物技术。实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是(体外受精)和(早期胚胎)的培养。一、试管动物技术与体外受精1．试管动物技术(1)概念：通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。(2)重要应用——良种培育：实现良种动物的快速大量繁殖。

4、(3)技术手段：首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。2．体外受精(1)基本步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。(2)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性腺激素促使雌性动物排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子可直接与获能的精子在体外受精小鼠、兔、猪、羊等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，才能与获能的精子受精牛活体采卵借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜

5、等仪器，直接从活体动物卵巢中采集卵母细胞(3)精子的采集和获能①收集精子的方法：假阴道法(牛、马等体型大的动物)、手握法(猪、犬等体型较小的动物)、电刺激法(野生或经济动物)。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获能液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肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能牛、羊等家畜(4)受精：获能的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。归纳总结　比较自然受精、人工授精和体外

6、受精的异同点项目自然受精人工授精体外受精不同点过程不同雌雄动物交配完成用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程场所不同雌性动物输卵管中雌性动物输卵管中体外培养液中相同点(1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；(2)都是有性生殖例1　哺乳动物体外受精的过程是(　　)①卵母细胞的采集　②精子的采集　③卵母细胞的人工培养　④精子的获能处理　⑤精子与成熟的卵子在受精溶液中共同培养　⑥用CaCl2溶液处理精子　⑦用一定浓度的肝素溶液处理卵母细胞　⑧体外受精　⑨受精

7、卵培养A.B.C.D.答案　B解析　体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的获取及获能处理、受精等三个阶段。精子的体外获能可用一定浓度的肝素溶液或钙离子载体处理。CaCl2溶液可用于基因工程中处理细菌细胞，以利于重组载体的导入。例2　爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性贡献而获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。关于体外受精技术的叙述正确的是(　　)A．获取的精子经获能后才能进行体外受精B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵C．精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫D．精子与卵

8、子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵答案　A解析　卵子必须处于减数第二次分裂中期才能进行受精，直接从卵巢中采集的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；成熟的卵子与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定阶段才可移植；防止多精入卵主要通过透明带反应和卵细胞膜反应两道屏障。拓展提升　体外受精技术的两个注意点(1)用促性腺激素处理时，只能注射不能饲喂：促性腺