高中生物 專題3 第2節(jié) 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)課件 新人教版選修3.ppt

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成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3,胚胎工程,專題三,第二節(jié) 體外受精和早期胚胎培養(yǎng),專題三,1．簡述哺乳動物體外受精技術的主要操作步驟。(重、難點) 2．簡述哺乳動物胚胎的早期培養(yǎng)方法。 3．認識體外受精在家畜快速繁殖中的重要意義。(重點),一、試管動物技術 1．試管動物技術是指通過①____________，使卵子和精子在體外條件下成熟和②________，并通過培養(yǎng)，發(fā)育為③____________后，再經④________產生后代的技術。 2．良種牛的生育率雖然低，但母牛卵巢中的⑤_________要比其一生中正常排出的卵子多1000倍，如果分別采集牛的⑥________和⑦________，讓它們在⑧________并發(fā)育成⑨________，再移植到本地牛體內妊娠就可以實現(xiàn)良種牛的快速大量繁殖。,人工操作,受精,早期胚胎,移植,卵母細胞,精子,卵母細胞,體外受精,早期胚胎,二、哺乳動物的體外受精 1．體外受精的步驟：⑩____________________。 2．卵母細胞的采集和培養(yǎng) (1)采集方法 對于實驗動物，如小鼠、兔、豬、羊，常采用?__________處理，使其排出更多的?______，然后從?______中沖取卵子；對于大型動物或大家畜，如牛，一般從已屠宰母畜的?________中采取，或借助于超聲波探測儀、內窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物?________中吸取?________。,卵母細胞的采集、精子的獲取、受精,促性腺激素,卵子,輸卵管,卵巢,卵巢,卵母細胞,輸卵管,卵巢,培養(yǎng)成熟,假陰道法,手握法,電刺激法,培養(yǎng)法,化學誘導法,肝素,鈣離子載體A23187溶液中,獲能,培養(yǎng)成熟,獲能,受精,有機鹽,無機鹽,維生素,激素,氨基酸,核苷酸,血清,受精狀況,受精卵的發(fā)育能力,受體移植,冷凍保存,桑椹胚,囊胚,8～16個細胞,[思維激活] 1．試管嬰兒是有性生殖還是無性生殖？為什么？ 2．使雌性動物超數排卵為什么只能注射促性腺激素，而不能飼喂？ [答案] 1．屬于有性生殖。其形成過程是精子和卵子在體外受精形成受精卵，由受精卵形成的早期胚胎移植到受體中。 2．促性腺激素是蛋白質類激素，口服后易被消化道內的水解酶水解。,一、試管動物技術 試管動物技術是指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，再經移植產生后代的技術。 知識貼士：①試管動物技術的生殖方式是有性生殖。但要特別注意題目是怎樣問的，如果是問試管動物，則是有性生殖；如果是問克隆過程中的胚胎移植，則是無性生殖。 ②試管動物技術涉及的生物技術有體外受精和胚胎移植技術。,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、精子的獲取和受精等幾個主要步驟。 1．卵母細胞的采集和培養(yǎng) 卵母細胞采集的方法和操作的要領： 方法(1)：對實驗動物小鼠、兔和小家畜豬、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，然后在適當的時間從輸卵管中取卵子，并使其直接與獲能的精子在體外受精。,方法(2)：從剛屠宰的雌性動物體內摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細胞。 方法(3)：直接從活體動物的卵巢中采集卵母細胞，叫做活體采卵。需借助超聲波探測儀、內窺鏡或腹腔鏡，直接從活的動物卵巢中吸取卵母細胞。 后兩種方法適用于大家畜和大動物。采集的卵母細胞需在體外人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精。,2．精子的采集和獲能 (1)精子采集的方法,(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，誘導方法有： ①培養(yǎng)法：對于嚙齒動物、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。,知識貼士：①體外受精前，并非收集到精子、卵子就解決受精問題。精子與卵子在體外結合前需要先培養(yǎng)卵子使其發(fā)育至減數第二次分裂中期并對精子進行體外獲能處理。 ②不同的動物，采集卵子和精子的方法不同，精子體外獲能的方法也不同。,3．受精 (1)條件：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子在獲能溶液或專用的受精溶液中共同培養(yǎng)一段時間才能完成受精。 (2)過程：,,哺乳動物體外受精的過程是( ) ①采卵 ②收集精子 ③卵母細胞的人工培養(yǎng) ④精子獲能處理 ⑤精子和成熟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肝素溶液處理 ⑧體外受精 ⑨受精卵培養(yǎng),[解析] 哺乳動物體外受精的過程主要包括卵母細胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集與獲能、受精等幾個主要步驟。卵子的采集方法有兩種：一種是用促性腺激素超數排卵后從輸卵管中沖取，一種是從屠宰后的母體卵巢或活體的卵巢中采集卵母細胞(需要在體外培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精)。精子的采集方法主要有假陰道法、手握法和電刺激法。從動物體內采集到的精子必需獲能后才能與發(fā)育成熟的卵子受精。精子獲能的方法主要有培養(yǎng)法和化學誘導法。受精的過程要在獲能溶液或專用的受精溶液中培養(yǎng)一段時間才能完成。 [答案] B,采集的卵母細胞，都要在體外經人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。以下原因不正確的是( ) A．卵子從輸卵管中沖出也要經歷類似精子獲能的過程 B．動物排出的卵子成熟程度不同 C．體外人工培養(yǎng)至減數第二次分裂中期時，才算成熟 D．沖出的卵子還需要培養(yǎng)一段時間由小變大 [答案] D [解析] 沖出的卵子還不成熟，只有培養(yǎng)至減數第二次分裂中期時，才具有與精子受精的能力。在此之前，也要經歷類似精子獲能的處理。,三、胚胎早期培養(yǎng) 1．培養(yǎng)液的成分及用途 (1)成分：哺乳動物的胚胎培養(yǎng)液含水、無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動物血清等。 (2)用途：當精子與卵子在體外受精后，用于受精卵的繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力，當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。,2．試管牛的生產過程 體外受精→良種牛早期胚胎→胚胎移植→健康受體牛→良種犢?！墒炱谂?下列有關動物胚胎早期培養(yǎng)的說法正確的是( ) A．精子與卵子在發(fā)育培養(yǎng)液中完成受精 B．培養(yǎng)液的成分一般包括無機鹽、維生素、激素、氨基酸、蔗糖 C．胚胎發(fā)育到一定階段，可將其向受體移植或冷凍保存 D．動物胚胎移植的時間都是桑椹胚階段，因為這個時候的細胞是全能細胞,[解析] 精子和卵子在體外受精后形成受精卵；培養(yǎng)液的成分一般比較復雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需維生素、激素、氨基酸、核苷酸，以及血清等物質，沒有蔗糖。不同動物胚胎移植的時間不同。 [答案] C,關于牛體外受精胚胎的工廠化生產的敘述正確的是( ) 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即胚胎發(fā)育和受精過程只需在體外進行 [答案] C,[解析] 體外受精的原理是人工模擬體內環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、pH等，使卵母細胞成熟，同時使精子獲能，最終完成受精作用。因此卵母細胞必須在體外經人工培養(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，移入母體后繼續(xù)發(fā)育形成幼體并產出。,1．試管嬰兒和克隆的不同,2.精子有采集和獲能的區(qū)別 (1)精子的采集和獲能是兩個不同的過程。采集是人為地使動物精子從體內射出而收集，獲能是將收集的精子進行人工處理，使其獲得受精能力。 (2)精子的采集和獲能都需要一定的人工方法。采集的方法可以是機械的，但獲能必須在人工配制的獲能液或化學藥物中進行。,3．“試管牛”實現(xiàn)工廠化生產的技術流程,為了加強優(yōu)良種牛的繁殖速度，科學家采用了以下兩種方法，如下圖所示。 請根據圖示信息回答： (1)試管牛和克隆牛的培育過程中均用到的工程技術有________等。,,(2)用來促進B牛多排卵的激素可能是________分泌的促性腺激素。E牛的性別是________。 (3)產生F牛的理論依據是________，其生殖方式屬于________。 (4)要培育高產奶率的轉基因牛，則目的基因的受體細胞一般是________，轉基因牛乳腺細胞中含有較多的參與分泌物加工的________________________等細胞器。 [解析] 兩種育種方式均用到的工程技術是細胞培養(yǎng)和胚胎移植。促性腺激素由垂體分泌。試管牛的性別由公牛A產生的兩種精子(X或Y)決定。試管牛的產生屬于有性生殖；克隆牛屬于無性生殖，理論基礎是細胞的全能性。,[答案] (1)細胞培養(yǎng)和胚胎移植 (2)垂體 雌性或雄性 (3)細胞核的全能性 無性生殖 (4)受精卵 內質網、高爾基體、線粒體,