高中生物 3.2 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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目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,一,二,三,一、試管動物技術 1.概念 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(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術。 2.前期技術 體外受精、早期胚胎培養(yǎng)。 3.意義 (1)解決動物生育率低的問題。 (2)實現(xiàn)良種動物的快速大量繁殖。,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,你聽說過試管嬰兒嗎?人類第一例試管嬰兒于1978年7月23日誕生在英國。她的母親由于輸卵管堵塞不能生育。婦產(chǎn)科醫(yī)生與劍橋大學的生物學教授合作,成功地從嬰兒母親卵巢濾泡中取出卵細胞,并采集了嬰兒父親的精液,使卵細胞和精子成功地在試管中完成受精。把受精卵培養(yǎng)后移植到其母親的子宮內(nèi)完成發(fā)育過程,直至誕生一個健康的嬰兒。目前,試管嬰兒技術已成為治療某些不孕癥的好辦法。 (1)試管嬰兒是哪種生殖方式?克隆動物呢? 提示試管嬰兒是有性生殖,克隆動物是無性生殖。 (2)試管嬰兒技術中,移植前需要做什么? 提示體外受精和早期胚胎培養(yǎng)。,,,目標導航,預習導引,一,二,三,二、體外受精 1.卵母細胞的采集和培養(yǎng) 采集的卵母細胞都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。 2.精子的采集:收集精子的方法有假陰道法、手握法和電刺激法等。,,,,,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,3.精子的獲能 4.受精:獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子,一般情況下都可以在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,良種牛引進并大量繁殖的主要難題是:牛的生育率很低,一頭牛一胎只產(chǎn)一頭犢牛,一生只能生育四五次。牛的生育率雖然低,但是母牛體內(nèi)的卵母細胞卻相當多,其卵巢中的卵母細胞數(shù)要比一生中正常排出的卵子多1 000倍。公牛產(chǎn)生的精子數(shù)量就更多了。你有什么辦法解決良種牛引進并大量繁殖的主要難題? 提示對良種母牛作超數(shù)排卵處理,其做法是注射促性腺激素,使一頭母畜一次排出比自然情況下多幾倍到十幾倍的卵子,然后分別采集牛的精子和卵母細胞,讓它們在體外完成受精并且發(fā)育成一個個小胚胎,再分別將這些胚胎移植到本地牛(如黃牛)體內(nèi)“借腹懷胎”實現(xiàn)良種牛的快速大量繁殖。,,目標導航,預習導引,一,二,三,三、胚胎的早期培養(yǎng) 1.培養(yǎng)液的成分:除一些無機鹽和有機鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分,以及血清等物質。 2.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。 3.胚胎移植的時間:不同動物胚胎移植的時間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段進行移植。人的體外受精胚胎,可在8~16個細胞階段移植。,,,,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,精子與卵子在體外受精后,為什么還要在發(fā)育培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后才能向受體移植? 提示一方面精子與卵子的體內(nèi)受精發(fā)生在輸卵管,受精卵要在輸卵管中發(fā)育一段時間以后才能進入子宮內(nèi),所以體外受精的受精卵也不能立即移植到受體的子宮內(nèi);另一方面也需要對體外受精的受精狀況及受精卵的發(fā)育能力進行檢查。所以體外受精后,應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng),當胚胎發(fā)育至適宜階段時才能進行胚胎移植。,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,一、體外受精技術 1.精子的采集和獲能的區(qū)別,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,2.哺乳動物體外受精過程,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,【例1】 我國首例“虎獅獸”在南京紅山動物園誕生,利用了雄虎的精子和雌獅的卵子體外受精而產(chǎn)生,完成這一過程需要解決的問題是( ) A.精子在體外用獲能物質進行處理 B.用化學物質處理掉卵細胞膜便于精子進入 C.抽取精子和卵子的細胞核進行融合 D.精子入卵后進行人工處理防止多精入卵 解析精子獲能后才具有受精能力,因此體外受精前要對精子進行獲能處理,A項正確。精子入卵后自然會形成兩道屏障防止多精入卵,入卵后的另一變化是分別形成雄原核和雌原核,二者融合后受精完成,而不是二者原有細胞核的融合,因此B、C、D三項都不正確。 答案A,,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,從卵巢中直接采集的卵母細胞都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。以下敘述正確的是( ) A.從卵巢中采集的卵母細胞是動物正常排卵過程收集的卵母細胞 B.體外培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期,才算成熟 C.體外培養(yǎng)過程需在含促性腺激素的培養(yǎng)液中進行 D.經(jīng)促性腺激素處理,從輸卵管中沖取的卵子也要在體外人工培養(yǎng)才能與獲能的精子受精 解析從卵巢中采集的卵母細胞是動物的非正常排卵過程的卵母細胞,這些卵母細胞還未從卵泡中排出;體外培養(yǎng)不需加促性腺激素,促性腺激素的靶器官是性腺,不能直接作用于卵母細胞;經(jīng)促性腺激素處理,從輸卵管中沖取的卵子可直接與獲能的精子受精。 答案B,,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,(1)用促性腺激素時,只能注射不能飼喂,因為促性腺激素是肽類化合物,飼喂會因消化道的消化作用而失去原有的效用。 (2)體外受精是對體內(nèi)受精過程的模擬即體內(nèi)受精的有關原理規(guī)律是體外受精依據(jù)的原理。 (3)體外受精和人工授精是兩種不同的受精方式,人工授精技術是指用相應的器械采集公畜的精液,再將其注入到正在發(fā)情的母畜的生殖道中,使母畜受孕的過程,人工授精為體內(nèi)受精。 (4)從輸卵管中沖取的卵子,可直接與獲能的精子在體外受精;從卵巢中采集的卵母細胞尚未成熟,要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,二、胚胎的早期培養(yǎng) 1.發(fā)育培養(yǎng)液的用途: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.胚胎早期培養(yǎng)液(發(fā)育培養(yǎng)液)成分與動物細胞培養(yǎng)液成分的比較:,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,【例2】 下圖是通過體外受精培育小鼠的過程圖,請據(jù)圖回答下列問題。 (1)①所用的方法是用 處理,從 采集卵子。 (2)②是 過程,因此小鼠的生殖方式是 ,其常見的可遺傳的變異類型有 。 (3)③過程是 ,其培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液的不同是前者含有 ,后者不含有,后者含有 。,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,解析小鼠常用的采集卵母細胞的方法是用促性腺激素處理,促使其超數(shù)排卵,然后從其輸卵管中收集卵母細胞。精子與卵子結合的過程稱為受精,因此小鼠的生殖方式為有性生殖。進行有性生殖的動物,其可遺傳的變異類型有基因突變、基因重組和染色體變異。體外受精的受精卵要在體外進行早期胚胎的培養(yǎng),胚胎早期培養(yǎng)液的成分主要有兩“鹽”(有機鹽和無機鹽)、兩“素”(維生素和激素)、兩“酸”(氨基酸和核苷酸),還有水及動物的血清等。 答案(1)促性腺激素 輸卵管 (2)受精 有性生殖 基因突變、基因重組、染色體變異 (3)體外早期胚胎的培養(yǎng) 有機鹽、維生素、激素、核苷酸 微量元素、糖、促生長因子、血漿,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,下列各組物質組成不全部屬于哺乳動物胚胎的培養(yǎng)液成分的是( ) A.氨基酸、核苷酸、無機鹽、激素 B.血清、激素、維生素、有機鹽 C.核苷酸、維生素、血清、無機鹽 D.有機鹽、維生素、氨基酸、生長素 解析哺乳動物胚胎的培養(yǎng)液含有水、無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動物血清等,但是不含生長素。 答案D,,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,(1)口訣法巧記培養(yǎng)液成分 哺乳動物早期的胚胎培養(yǎng)液成分較復雜,可以用以下口訣來記憶:“兩鹽兩酸兩素一清”,還有水等。 “兩鹽”指無機鹽、有機鹽; “兩酸”指核苷酸、氨基酸; “兩素”指激素、維生素; “一清”指血清。 (2)不同動物其胚胎移植的時間不同 ①牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段; ②小鼠、家兔在桑椹胚階段前; ③人的試管胚胎可在8~16個細胞階段移植。 所有的動物都不能到原腸胚階段移植,因為原腸胚時分化程度高,移植成功率很低。,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,1.人工授精、自然受精和體外受精的關系 (1)區(qū)別 ①人工授精是用人工的方法,使公畜的精液注入母畜的生殖道內(nèi),使精子在輸卵管內(nèi)與卵子結合。其中人的作用主要是將公畜的精液導入母畜的生殖道內(nèi),受精場所仍在體內(nèi)。②體外受精是將人工獲取的精子和卵母細胞在體外完成受精。其中人的作用主要是采集精子和卵子,受精場所在體外。③自然受精不需人為參與,完全在自然條件下完成受精作用,即精子和卵子結合成合子(受精卵)的場所是在雌性動物的輸卵管內(nèi)。 (2)聯(lián)系:三者均有精子與卵子結合為受精卵的過程,所以它們的生殖方式都是有性生殖。,【例1】 下列哪項不是人工授精和體外受精的區(qū)別? ( ) A.人工授精能更有效地發(fā)揮公畜的優(yōu)良特性 B.體外受精能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能 C.人工授精和體外受精的本質不同 D.人工授精的精卵結合在母畜體內(nèi),而體外受精的這一過程在母畜體外 解析在人工授精時,一般選擇優(yōu)良品種公牛的精液進行受精作用,因此人工授精能更有效地發(fā)揮公畜的優(yōu)良特性,A項正確;體外受精是分別將卵子與精子取出后,在體外使其受精,能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能,B項正確;題干中兩者的本質都是兩性生殖細胞的結合,C項錯誤;人工授精的精卵結合在母畜體內(nèi),而體外受精的這一過程在母畜體外,D項正確。 答案C,,,2.試管動物和克隆動物的三個易混點 (1)發(fā)育起點不同:試管動物的發(fā)育起點是受精卵,克隆動物的發(fā)育起點是經(jīng)過核移植后的重組細胞。(2)生殖方式不同:試管動物是有性生殖,克隆動物是無性生殖。(3)遺傳來源不同:試管動物繼承了雙親的遺傳性狀,克隆動物的遺傳性狀與供核動物基本相同。,【例2】 下列關于現(xiàn)代生物技術知識的敘述,正確的是( ) A.動物細胞培養(yǎng)過程中,多數(shù)細胞的基因型會發(fā)生改變 B.植物組織培養(yǎng)中生長素和細胞分裂素的配比會影響組織分化 C.核移植技術克隆出的動物只有一種親本的遺傳性狀 D.二倍體動物體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的 解析動物細胞培養(yǎng)過程中,多數(shù)細胞的基因型不會發(fā)生改變,A項錯誤;決定植物脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素(生長素和細胞分裂素)的種類和比例,B項正確;核移植技術克隆出的動物含有兩個親本的遺傳物質,即含有一個親本的細胞核遺傳物質和另一個親本的細胞質遺傳物質,C項錯誤;二倍體動物體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是有限的,D項錯誤。 答案B,,,