2019-2020年高中生物 32體外受精和早期胚胎培養(yǎng)難點剖析 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物 32體外受精和早期胚胎培養(yǎng)難點剖析 新人教版選修3 知識巧學 一、從試管牛說起 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，再經過移植產生后代的技術。 實現(xiàn)良種牛快速大量繁殖首先要做的是體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)。 二、體外受精 1.卵母細胞的采集和培養(yǎng) （1）對實驗動物小鼠、兔和小家畜豬、羊等的卵母細胞進行采集時，可先用促性腺激素處理，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。 （2）對于大家畜，可以屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞。 （3）從活體動物的卵巢中吸取卵細胞，叫活體采卵。需借助超聲波儀器、內窺鏡或腹腔鏡等工具。 后兩種方法所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。 知識拓展 卵母細胞的采集方法有哪些？ （1）超數(shù)排卵：雌性動物用促卵泡素和促黃體素處理后，從輸卵管中沖取成熟卵子可直接與獲能精子受精。 （2）從活體卵巢中采集卵母細胞：在家畜中，活體采集的卵母細胞一般要經成熟培養(yǎng)后才能與精子受精。 （3）從屠宰后的母畜卵巢上采集卵母細胞：用此方法獲得的卵母細胞多數(shù)處于生發(fā)泡期，需要在體外培養(yǎng)成熟后才能與精子受精。從廢棄卵巢中采集卵母細胞的關鍵是注意卵巢的保溫和防止細菌污染。 2.精子的采集和獲能 （1）收集精子的方法：假陰道法、手握法和電刺激法等。 （2）精子體外獲能的方法：培養(yǎng)法和化學誘導法。 3.受精 獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，可以在獲能溶液或受精溶液中完成受精過程。 三、胚胎的早期培養(yǎng) 胚胎培養(yǎng)液成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質。 胚胎發(fā)育到適宜階段，可以取出向受體移植或冷凍保存。 深化升華 “試管牛”工廠化生產的技術流程圖： 問題探究 問題1 受精技術有什么新突破? 探究:科學家發(fā)現(xiàn)新的方法能夠預測哪個胚胎能夠健康地發(fā)育，直到可以用于植入母親子宮中。 目前體外受精的成功率不高，而這一技術將能夠有效地提高其成功率。研究者將受精兩天后的胚置入含有氨基酸的培養(yǎng)基中，并將其放入實驗室觀察它們吸收和產生氨基酸的過程。結果發(fā)現(xiàn)健康的胚胎同不健康的胚胎有很大一個不同點，那就是健康胚胎的新陳代謝更加“安靜”。 專家稱這項技術對胚胎完全無害，并能大大提高體外受精的成功率。 問題2 如何選擇用于體外培養(yǎng)的卵母細胞？ 探究:在選擇卵母細胞時，無論用哪種方法采集到的卵母細胞，外圍一般都應該有數(shù)層卵丘細胞所包圍，形成一個叫卵丘復合體的結構。這種結構對于卵母細胞在體外條件下的成熟是十分重要的。在對家畜體外受精的操作中，一般把未成熟的卵母細胞分成A、B、C、D四級。對A級卵母細胞要求是有3層以上的卵丘細胞包圍，卵母細胞的細胞質均勻；B級是少于3層卵丘細胞，但卵母細胞質要均勻；C級為沒有卵丘細胞包圍的卵母細胞，又稱裸卵，培養(yǎng)效果很差；D級是退化或死亡的卵母細胞，應淘汰。A、B兩類卵母細胞培養(yǎng)效果較好。 問題3 動物細胞培養(yǎng)基與植物細胞培養(yǎng)基有什么區(qū)別？ 探究:（1）兩種培養(yǎng)基所含成分不同 動物細胞培養(yǎng)基：通常含有葡萄糖、氨基酸、核苷酸、無機鹽、維生素、動物血清等。 植物細胞培養(yǎng)基：在人工合成的培養(yǎng)基中，包含植物生長和發(fā)育所需要的全部營養(yǎng)成分，包括礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機添加劑等。 （2）動物細胞培養(yǎng)基的獨特之處 ①液體培養(yǎng)基； ②其成分中含有動物血清。 典題熱題 例1 哺乳動物的體外受精主要包括哪些主要的步驟(　　) ①卵母細胞的采集?、诼鸭毎牟杉、劬拥墨@取?、苁芫、莩跫壘讣毎墨@取 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.③④⑤ 解析：哺乳動物的體外受精包括以下步驟：采集卵母細胞，而不是直接采集卵細胞，因為卵細胞的形成是在受精作用進行時，從母體中不能直接采集到卵細胞；精子的形成周期只有兩個月左右，所以從父本中采集精子，而不是采集初級精母細胞；將采集的卵母細胞與精子結合，即完成受精作用。 答案：C 例2 早期胚胎體外培養(yǎng)的過程中，下列哪一項條件是不需要的(　　) A.消毒滅菌 B.適宜的溫度 C.充足的光照 D.一定的養(yǎng)料和激素 解析：動物細胞離體必須在無菌條件下培養(yǎng)，在細胞分裂過程中，需要適宜的溫度、一定的營養(yǎng)物質和激素等，但不需要陽光。 答案：C 拓展延伸 胚胎早期培養(yǎng)需要用液體培養(yǎng)基，此培養(yǎng)液的成分應當包括水、無機鹽、維生素、激素、有機鹽、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)物質，還應當加有血清或血漿等。 例3 試管動物技術可以解決下列哪些問題（　　） A.治療某些遺傳病 B.提高動物的抗病力 C.增加動物的多樣性 D.提高良種家畜的繁殖力 解析：試管動物技術可以解決某些不孕癥者的生育問題，提高良種家畜的繁殖力。主要是通過體外受精和胚胎移植到代理“母親”的子宮內發(fā)育。遺傳病主要是通過基因療法來治療，提高動物的抗病力是通過提高免疫能力，而要增加動物的多樣性需要培育新的動物品種，這些問題都是不可能通過試管動物技術解決的。此題是現(xiàn)代生殖技術在生產、生活中的應用，大家在學習中要關注社會發(fā)展的熱點，關注現(xiàn)代科技在生物領域的應用。 答案：D 例4 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(shù)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 解析：沖出的卵子還不成熟，只有培養(yǎng)至減數(shù)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。沖出的卵子大多只進行了減數(shù)第一次分裂，有的還是初級卵母細胞，要獲得受精能力需要體外條件繼續(xù)培養(yǎng)。 答案：D