体外受精和早期胚胎培养3.pptx

3.2体外受精和早期胚胎培养体外受精和早期胚胎培养 课程标准课程标准1.概概述体外受精与早期胚胎培养过程。述体外受精与早期胚胎培养过程。2.比较比较试管动物与体外受精。试管动物与体外受精。课标解读课标解读1.根根据卵子的形成过程和原理，说出卵母细胞据卵子的形成过程和原理，说出卵母细胞采集和培养的具体方法。采集和培养的具体方法。2.结合精子的形成过程，自学采集精子的方法，结合精子的形成过程，自学采集精子的方法，并进一步分析精子在体外是如何获能的。并进一步分析精子在体外是如何获能的。3.结合哺乳动物胚胎发育的特点，概述动物早结合哺乳动物胚胎发育的特点，概述动物早期胚胎培养的方法。期胚胎培养的方法。1试管动物技术试管动物技术(1)概概念念：试试管管动动物物技技术术是是指指通通过过 使卵子和精子使卵子和精子 在在 下下成成熟熟和和受受精精，并并通通过过培培养养发发育为育为 后，再经移植产生后代的技术。后，再经移植产生后代的技术。(2)重重要要应应用用良良种种培培育育：实实现现良良种种牛牛快快速速大大量量繁繁殖殖首首先先要要做做的的是是 和和 的培养。的培养。试管动物技术与体外受精试管动物技术与体外受精人工操作人工操作体外条件体外条件早期胚胎早期胚胎体外受精体外受精早期胚胎早期胚胎2体外受精体外受精(1)基基本步骤：卵母细胞的采集和培养、精本步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和子的采集和 、。获能获能受精受精采集方采集方法法适适用用范范围围采集过程采集过程采集后采集后的操作的操作举例举例输卵管输卵管冲取法冲取法实实验验动动物物利用利用 促使雌性动物促使雌性动物排出更多的卵排出更多的卵子，从子，从 冲取冲取卵子卵子可直接可直接与获能与获能的精子的精子在体外在体外受精受精小鼠、小鼠、兔、兔、猪、猪、羊等羊等促性腺激素促性腺激素输卵管输卵管已屠已屠宰动宰动物卵物卵巢内巢内采集采集大大型型动动物物或或大大家家畜畜从已屠宰的雌性从已屠宰的雌性动物体内摘取卵动物体内摘取卵巢，再从卵巢中巢，再从卵巢中采集卵母细胞采集卵母细胞采集后的卵母细采集后的卵母细胞都要在体外经胞都要在体外经过过 后，才能与后，才能与 受精受精牛牛 采卵采卵借助超声波探测借助超声波探测仪、内窥镜和腹仪、内窥镜和腹腔镜等仪器，直腔镜等仪器，直接从活体动物卵接从活体动物卵巢中采集卵母细巢中采集卵母细胞胞活体活体人工培养成熟人工培养成熟获能的精子获能的精子(3)精子的采集和获能：精子的采集和获能：收集精子的方法收集精子的方法a假阴道法：大家畜或大型动物。假阴道法：大家畜或大型动物。b 法：体型较小，易于控制的动物。法：体型较小，易于控制的动物。c 法：野生动物或经济动物。法：野生动物或经济动物。精子体外获能的方法精子体外获能的方法手握手握电刺激电刺激方法方法操作过程操作过程适用动物适用动物培养法培养法将精子放入人将精子放入人工配制的工配制的 中使其获能中使其获能啮齿动物、家兔及啮齿动物、家兔及猪等动物猪等动物化学诱导化学诱导法法将精子放在一将精子放在一定浓度的定浓度的 或钙离子载体或钙离子载体A23187溶液中，溶液中，用化学药物诱用化学药物诱导精子获能导精子获能牛、羊等家畜牛、羊等家畜肝素肝素获能液获能液(4)受精受精获获能能的的精精子子和和培培养养成成熟熟的的卵卵子子，一一般般可可以以在在 或或专专用用的的 中中完完成成受精过程。受精过程。思思维维激激活活1 怎怎样样用用一一个个流流程程图图表表示示体体外外受受精精过程？过程？提示提示体体外受精流程如图所示：外受精流程如图所示：获能溶液获能溶液受精溶液受精溶液试管动物与克隆动物的比较试管动物与克隆动物的比较比比较项较项目目试管动物试管动物克隆动物克隆动物技术基技术基础础体外受精、体外受精、胚胎移植胚胎移植核移植技术核移植技术实例实例克隆牛克隆牛多利羊多利羊过程过程生殖方式生殖方式有性生殖有性生殖无性生殖无性生殖遗传物遗传物质质遗传物质来自遗传物质来自两个个体两个个体遗传物质与供体相同遗传物质与供体相同意义意义充分发挥雌性充分发挥雌性优良个体的繁优良个体的繁殖潜力，缩短殖潜力，缩短供体本身的繁供体本身的繁殖周期殖周期加速家畜遗传改良进加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等程、挽救濒危物种等【巩巩 固固 1】哺哺 乳乳 动动 物物 体体 外外 受受 精精 的的 过过 程程 是是 ()。卵卵母母细细胞胞的的采采集集精精子子的的采采集集卵卵母母细细胞胞的的人人工工培培养养精精子子的的获获能能处处理理精精子子与与成成熟熟的的卵卵子子在在受受精精溶溶液液中中共共同同培培养养用用CaCl2处处理理精精子子用用一一定定浓浓度度的的肝肝素素溶溶液液处处理理卵卵母母细细胞胞体体外外受受精精受受精精卵卵培培养养解解析析一一定定浓浓度度的的肝肝素素溶溶液液用用于于精精子子的的体体外外获获能能。CaCl2可可用用于于基基因因工工程程处处理理细细菌菌细细胞胞以以利利于重组载体的导入。于重组载体的导入。答案答案B胚胎的早期培养胚胎的早期培养1培养液的成分培养液的成分一一般包括无机盐类、有机盐类、般包括无机盐类、有机盐类、激素、氨基酸、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及核苷酸等营养成分以及 等物质。等物质。2胚胎早期培养的目的胚胎早期培养的目的(1)精精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入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。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当胚胎发育到适宜的阶段可进行受体移植或 。维生素维生素血清血清发育培养液发育培养液冷冻保护冷冻保护3胚胎移植的时间胚胎移植的时间不不同同动动物物胚胚胎胎移移植植的的时时间间不不同同。牛牛、羊羊一一般要培养到般要培养到 阶阶段段或或 阶阶段段进进行行移移植植。人人的的体体外外受受精精胚胚胎胎，可可在在816个个细细胞胞阶阶段段移移植。植。思思维维激激活活2 通通常常所所说说的的双双胞胞胎胎，就就是是孪孪生生。双双胞胞胎胎可可分分为为一一卵卵性性双双胞胞胎胎和和二二卵卵性性双双胞胞胎胎两两种种。一一卵卵性性双双胞胞胎胎是是由由同同一一受受精精卵卵发发育育而而成成的的两两个个胚胚胎胎所所生生出出的的孪孪生生儿儿。这这对对孪孪生生儿儿的的性性别别相同，外貌也几乎相同。相同，外貌也几乎相同。桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚(1)你你认认为为一一卵卵性性孪孪生生的的两两个个胚胚胎胎是是怎怎样样形形成成的的？(2)为为什什么么一一卵卵性性孪孪生生儿儿性性别别相相同同，外外貌貌也也几几乎乎相同？相同？提提示示(1)受受精精卵卵第第一一次次卵卵裂裂形形成成的的两两个个细细胞胞由由于于某某种种原原因因分分开开，并并各各自自独独立立发发育育。(2)一一卵卵性性孪孪生生儿儿发发育育的的起起点点是是两两个个含含遗遗传传物物质质完完全全相相同同的的细细胞胞，因因为为这这两两个个细细胞胞是是由由同同一一受受精精卵卵经经有有丝丝分分裂裂形形成成的的。因因此此，一一卵卵性性孪孪生生儿儿的的性性别别相相同，外貌也几乎相同。同，外貌也几乎相同。胚胎的早期培养技术胚胎的早期培养技术早早期期胚胚胎胎一一般般指指可可用用于于移移植植的的胚胚胎胎，在在原原肠肠胚胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。(1)培培养养的的目目的的：检检测测受受精精状状况况和和受受精精卵卵的的发发育育能力。能力。(2)胚胚胎胎早早期期培培养养液液成成分分与与动动物物细细胞胞培培养养液液成成分分基基本本相相同同，除除无无机机盐盐、营营养养成成分分和和调调节节物物质质外外，还还需需要要血血清清、抗抗生生素素等等，两两者者都都是是液液体体培培养养基基。植植物物组组织织培培养养则则为为固固体体培培养养基基，其其中中加加入入琼琼脂脂，所所需需植植物物激激素素主主要要是是生生长长素素和和细细胞胞分分裂裂素素两两大大类。类。(3)移移植植方方式式：当当胚胚胎胎发发育育到到适适宜宜的的阶阶段段时时，冷冷冻保存或移植到受体动物子宫内培养。冻保存或移植到受体动物子宫内培养。【巩固巩固2】胚胚胎工程是一项综合性的动物繁胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。过程。(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是的是_；从良种公牛采集的精子需；从良种公牛采集的精子需_后才能进后才能进行受精作用。行受精作用。(2)在体外培育受精卵时，除了给予一定量的在体外培育受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞以维持细胞呼吸外，还需要提供呼吸外，还需要提供_气体以维持气体以维持_。(3)图图中中过过程程A称称为为_，它它在在胚胚胎胎工工程程中中的意义在于的意义在于_。(4)研研制制能能够够产产生生人人类类白白细细胞胞介介素素的的牛牛乳乳腺腺生生物物反反应应器器，需需将将目目的的基基因因导导入入牛牛受受精精卵卵，最最常常用用的的导导入入方方法法是是_；获获得得转转基基因因母母牛牛后后，如如果果_即说明目的基因已经表达。即说明目的基因已经表达。解解析析本本题题考考查查胚胚胎胎工工程程的的原原理理，解解题题关关键键是是理理解解体体外外受受精精、早早期期胚胚胎胎培培养养的的过过程程及及条条件件，并并具具有有一一定定的的知知识识综综合合能能力力。(1)在在体体外外受受精精前前，对对精精子子进进行行获获能能处处理理，要要对对卵卵母母细细胞胞进进行行培培养养，让让其其进进一一步步成成熟熟，才才具具有有与与精精子子进进行行受受精精的的能能力力。(2)在在体体外外培培养养受受精精卵卵时时，需需要要提提供供一一定定量量的的CO2，以以维维持持培培养养液液的的pH。(3)将将早早期期胚胚胎胎植植入入受受孕孕母母体体的的子子宫宫中中，属属于于胚胚胎胎移移植植，它它在在胚胚胎工程胎工程中中的的意意义义有有：可可充充分分发发挥挥雌雌性性优优良良个个体体的的繁繁殖殖潜潜力力；大大量量节节省省购购买买种种畜畜的的费费用用；一一胎胎多多产产。(4)将将目目的的基基因因导导入入动动物物受受精精卵卵的的常常用用方方法法为为显显微微注注射射法法；如如果果母母牛牛的的乳乳汁汁中中含含有有人人类类白白细细胞胞介介素素，则则说说明明目目的的基基因因在在母母牛牛体体内内已已经经表达。表达。答案答案(1)使使卵母细胞成熟卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获或：使卵母细胞获得受精能力得受精能力)获能获能(2)5%的的CO2培养液培养液(基基)的的pH(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)【例例1】2010 2010年，英国年，英国“试管婴儿之父试管婴儿之父”罗伯罗伯特特爱德华兹获得了诺贝尔生理和医学奖。下爱德华兹获得了诺贝尔生理和医学奖。下面是试管婴儿培育过程示意图。下列有关叙面是试管婴儿培育过程示意图。下列有关叙述，不正确的是述，不正确的是 ()。试管动物及体外受精试管动物及体外受精 A过过程程中中可可通通过过注注射射促促性性腺腺激激素素增增加加排排卵卵数量数量B过程过程需要在添加需要在添加ATP的获能液中完成的获能液中完成C过程过程的培养液中应该添加动物血清的培养液中应该添加动物血清D过过程程成成功功的的条条件件之之一一是是受受体体对对供供体体胚胚胎胎没有排斥没有排斥思维导图思维导图：深深度度剖剖析析过过程程是是完完成成受受精精作作用用，一一般般情情况况下下可可以以在在获获能能溶溶液液或或专专用用的的受受精精溶溶液液中中完完成成，不需要添加不需要添加ATP。答案答案B归归纳纳提提升升试试管管动动物物生生殖殖实实质质是是正正常常的的有有性性生生殖殖，只只不不过过受受精精、早早期期胚胚胎胎发发育育在在试试管管中中(体体外外)进进行行。克克隆隆动动物物生生殖殖的的实实质质是是无无性性生生殖殖，依依赖赖动动物物细细胞胞核核(高高度度分分化化的的体体细细胞胞的的细细胞胞核核)具有全能性；特有的操作程序是核移植！具有全能性；特有的操作程序是核移植！【例例2】根根据图示据图示“试管牛试管牛”工厂化生产的技工厂化生产的技术流程图解，回答下面的问题。术流程图解，回答下面的问题。早期胚胎培养早期胚胎培养(1)根根据据_(填填标标号号)判判断断，此此种种繁繁殖殖方方式式是是_生殖。生殖。(2)过过程程中中通通常常每每个个卵卵巢巢平平均均可可采采集集_枚枚左左右右可可用用的的卵卵母母细细胞胞，最最终终可可能能产产下下_头犊牛。头犊牛。(3)卵卵母母细细胞胞体体外外培培养养时时必必须须培培养养到到_阶阶段段才才具具有有受受精精能能力力，过过程程为为_，通通常常采用采用_法。法。(4)过过程程分分别别代代表表_和和_，发育阶段一般为发育阶段一般为_。思维导图思维导图：深度剖析深度剖析试试管牛是由精子和卵子结合形成的管牛是由精子和卵子结合形成的受精卵发育而来的，属于有性生殖过程；目前，受精卵发育而来的，属于有性生殖过程；目前，屠宰场废弃的卵巢，每个平均可采集到屠宰场废弃的卵巢，每个平均可采集到10枚卵枚卵母细胞，经体外培养和受精，可获得可用的胚母细胞，经体外培养和受精，可获得可用的胚胎，移植给受体母牛后可产下胎，移植给受体母牛后可产下1到到2头犊牛；采头犊牛；采集到的精子，必须经过获能处理才具有受精能集到的精子，必须经过获能处理才具有受精能力，对牛来说，体外方法通常采用化学诱导法；力，对牛来说，体外方法通常采用化学诱导法；根据图解，可以判断，过程根据图解，可以判断，过程为体外受精，过为体外受精，过程程为早期胚胎培养，为早期胚胎培养，为早期胚胎，一般发为早期胚胎，一般发育到桑椹胚或囊胚时期适于进行胚胎移植。育到桑椹胚或囊胚时期适于进行胚胎移植。答答案案(1)有有性性(2)1012(3)减减数数第第二二次次分分裂裂中中期期精精子子获获能能处处理理化化学学诱诱导导(4)体外受精早期胚胎培养桑椹胚或囊胚时期体外受精早期胚胎培养桑椹胚或囊胚时期归归纳纳提提升升胚胚胎胎的的早早期期培培养养与与动动物物细细胞胞培培养养所所用用的的培培养养液液类类似似，但但是是二二者者有有所所不不同同。二二者者比比较如下：较如下：项目项目动物胚胎培动物胚胎培养液养液动物细胞培养液动物细胞培养液盐类盐类无机盐、有无机盐、有机盐机盐无机盐、微量元素无机盐、微量元素营养物质营养物质氨基酸、核氨基酸、核苷酸苷酸糖、氨基酸糖、氨基酸调节物质调节物质维生素、激维生素、激素素促生长因子促生长因子特有成分特有成分血清血清血清、血浆血清、血浆