体外受精和早期胚胎培养学案3人教版选修.doc

高二年级生物导学提纲选修3〔十〕选修班
专题三 胚胎工程
第二节 体外受精与早期胚胎培养
【学习目标】
1．简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2．简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
3．认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
【学习重点】
1．体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
2．哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
【学习难点】
1．卵母细胞的采集与培养。
2．精子的采集与获能。
【学习过程】
A、自主学习
一、试管动物技术
1．试管动物技术是指：通过___________使卵子与精子在___________成熟与受精，并通过培养发育为___________后，再经移植产生后代的技术。
2．这项技术的前期工作包括___________与___________。
二、体外受精
1．哺乳动物的体外受精主要包括___________、___________与___________等主要步骤。
2．卵母细胞的采集与培养
(1)对于实验动物如小鼠、兔、猪、羊，常采用___________处理，使其排出更多的___________，然后从___________中冲取卵子。
(2)对于大型动物或大家畜，如牛，一般从已屠宰母畜的___________中采取，或借助于超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物的___________中吸取卵母细胞。
(3)从___________中冲取的卵子，可直接与获能的精子在体外受精；从___________中采取的卵母细胞，需要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
3．精子的采集与获能
(1)收集精子的方法
①假阴道法：大家畜或大型动物。
②___________：体型较小，易于控制的。
③___________：野生动物或经济动物。
(2)精子体外获能的方法
①培养法：对于___________、家兔及___________等动物的精子，采用将精子放人人工配制的___________中使其获能。
②化学诱导法：对于___________等家畜的精子，可采用将精子放在一定浓度的___________或钙离子载体A23187溶液中，用___________诱导精子获能。
4．受精：___________与培养成熟的卵子，一般情况下都可以在___________或___________中完成受精。
三、胚胎的早期培养
1．哺乳动物胚胎的培养液成分：___________、___________、___________、___________、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及___________等物质。
2．胚胎早期培养的目的
(1)精子与卵细胞在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查________与___________。
(2)当胚胎发育到适宜的阶段进展___________或___________。
3．胚胎移植的时间
(1)牛、羊一般在___________或___________进展移植。
(2)人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在___________阶段移植。
〖特别提醒〗
与卵子在体外结合时需要先培养卵子使其发育至减数第二次分裂中期与对精子进展获能处理。不同的动物，采集卵子与精子的方法不同，精子体外获能的方法也不同。
〖重难点突破〗
〔一〕体外受精
1．采集卵母细胞
一是给母畜注射一定量的激素，促使卵巢产生更多的卵母细胞，然后利用超声波引导法从母畜卵巢内采集这些卵母细胞；二是从屠宰的母畜卵巢内直接获取卵母细胞。
2．体外成熟
刚获取的卵母细胞还没有发育成熟，不能与精子受精。在人工模拟环境(如温度、营养、pH等)条件下，使获取的卵母细胞发育成熟。
3．采集精子与获能
常用方法有假阴道法、手握法与电刺激法。获能方法有培养法与化学诱导法。
4．体外受精
将人工采集的公畜精液与已经成熟的卵母细胞混合，使精子与成熟的卵母细胞在母畜体外完成受精，该过程称体外受精。
〖探究思考〗如何选择用于体外培养的卵细胞
提示 在选择卵母细胞时，无论用哪种方法采集到的卵母细胞，外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围，形成一个叫卵丘复合体的构造(COC)，这种构造对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重要的。在对家畜体外受精的操作中，一般把未成熟的卵母细胞分成A、B、C、D四级。对A级卵母细胞的要求是有3层以上卵丘细胞包围，卵母细胞的细胞质均匀；B级是少于3层卵丘细胞，但卵母细胞质要均匀；C级为没有卵丘细胞包围的卵母细胞，又称为裸卵．培养效果很差；D级是退化或死亡的卵母细胞，应淘汰。A、B两类卵母细胞培养效果较好。
〔二〕胚胎的早期培养
1．培养液成分
盐类：无机盐与有机盐；
营养物质：蛋白质的组成单位氨基酸、DNA与RNA的组成单位核苷酸；
调节物质：维生素、激素；
特有物质：血清。
2．胚胎移植时间
不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在4个细胞阶段移植。几乎所有动物不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很底。
3．胚胎发育到适宜阶段时，既可向受体移植，也可冷冻保存。
提醒 ①早期胚胎一般指可用于移植的胚胎，在原肠胚之前的褒胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
②体外受精技术水平最高的动物为牛。
③胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分根本一样，除无机盐、营养成分与调节物质外，还需要血清，两者都是液体培养基，但植物组织培养为固体培养基，其中参加琼脂，所需植物激素主要是生长素与细胞分裂素两大类。
〖归纳总结〗 “试管牛〞工厂化生产的技术流程图
B、典型例题
例1、以下哪项不是人工授精与体外受精的区别 〔 〕
A．人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性
B．体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C．人工授精与体外受精的本质不同
D．人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的这一过程在母畜体外
例2、以下是师生共同制定并研究设计的“试管牛〞工厂化生产技术的流程，其中正确顺序应是 〔 〕
①卵母细胞的采集与培养 ②精子的受精与获能 ③画出“试管牛〞工厂化生产的技术流程图 ④受精 ⑤胚胎的早期培养
A．①②③④⑤ B．①②④⑤③
C．①②④③⑤ D．①②⑤③④
例3、世界上第一只克隆羊“多利〞的培育程序如下图，据图答复：
(1)图中的甲为苏格兰绵羊，乙为“多利〞，那么a与b是通过______________分裂产生的，其DNA含量是体细胞的______________，c肯定是______________细胞，乙的遗传性状与______________绵羊一致。
(2)产生甲与乙的生殖过程分别是______________与______________。
(3)在形成乙的过程中，需要将d的细胞核移出，将e细胞的核移入d细胞内，此项技术叫______________，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是____________________________
_________________________________________________________________________________。
(4)在产生“多利〞时，需将e细胞形成的早期胚胎移入到另一头母羊的子宫内，这种技术在细胞工程中叫____________________________。
(5)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞的细胞核具有_____________。
(6)在繁殖“多利〞的过程中，是否遵循孟德尔的遗传定律 ______________。为什么 ________________________________________________________________________________。
(7)绵羊的白毛对黑毛为显性。假设甲是白色绵羊，要判断它是否是纯合体，选用与它交配的绵羊最好是什么绵羊 ______________。请对实验结果进展预测____________________________
______________________________________________________________________。
C、变式训练
1．“试管婴儿〞技术属于 〔 〕
A．胚胎移植 B．组织培养 C．克隆技术 D．基因工程
2．“多利〞羊的培育过程简单地说是：从母羊乳腺细胞中提取细胞核，放人去核的卵细胞中，在试管中发育成胚胎后，再移植到另一只母羊的子宫内。这种繁殖方式应属于 〔 〕
A．无性繁殖 B．有性繁殖
C．先无性繁殖，再有性繁殖 D．先有性繁殖，再无性繁殖
3．以下关于试管动物技术的表达，正确的选项是 〔 〕
A．应用该技术繁育后代的过程属于无性生殖类型
B．应用该技术繁育后代的过程属于有性生殖类型
C．试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技术
D．试管动物技术培育动物过程全部在体外进展
4．开展试管动物技术具有重要意义，以下关于这方面表达错误的选项是 〔 〕
A．试管动物技术可解决动物生育率低的问题
B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞
C．试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜
D．试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖
5．有关卵巢的表达正确的选项是 〔 〕
A．所有细胞都进展减数分裂 B．所有细胞都可以见到染色体
C．有的细胞进展有丝分裂 D．所有细胞的遗传物质都一样
6．以下关于“试管婴儿〞生产技术过程中不存在的是 〔 〕
A．体外受精 B．细胞培养 C．胚胎移植 D．基因重组
7．1 999年4月23日晚9时，在广州中山医科大学第一附属医院出生一安康女婴，她是我国首例第三代试管婴儿，父母身体安康。婴儿的母亲7年前生下一男婴，孩子一岁后发病，最后死于脑出血。5年后，她第二次怀孕6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，但是血友病患者，遂引产。夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎的1～2个细胞进展检查后，选择了两胚胎进展移植，最后一个移植成功。
根据此资料答复以下问题：
(1)试管婴儿技术作为现代生物技术与母亲正常怀孕、生产过程的一样之处是_____________
____________________，不同点在于________________________________________________。
(2)血友病的遗传方式为________________，如果用B、b表示血友病基因或正常基因，那么父、母亲的基因型分别是________________与________________。如果该夫妇再生一男孩，患血友病的概率是________________。
(3)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后，可通过观察________________判断早期胚胎的性别，你认为医生应选用____________性胚胎进展移植，原因是______________________________
_______________。应用现代生物技术，现在人们已能够选取最理想的胚胎，其基因型应该是_______________，自然状态下，出现这样胚胎的概率是_______________。该实例表达了现代科学技术应用于社会与人类生活的重要意义。
D、反应矫正
1．我国引进良种红安格肉牛后，使其快速繁殖使用的方法有 〔 〕
①发酵工程 ②组织培养 ③基因工程 ④克隆 ⑤细胞工程 ⑥体外受精与胚胎移植
A．①③ B．②④ C．④⑤ D．④⑥
2．以下说法正确的选项是 〔 〕
A．从动物体内获取的精子不能直接与卵细胞结合完成受精过程
B．体外受精的胚胎必须培养到桑椹胚才可移植到母体内
C．胚胎移植可移植到其他任一动物体内
D．同卵双生是由于1个卵子与2个精子完成了受精过程所致
3．中科院动物所与福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这说明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。以下有关克隆大熊猫胚胎的表达中，错误的选项是 〔 〕
A．在形成胚胎的过程中，依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段
B．兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性
C．克隆出的早期胚胎中，各细胞间具有一样的遗传信息
D．在形成早期胚胎的过程中，尚未出现细胞的分化
4．超数排卵的做法正确的选项是 〔 〕
A．口服促性腺激素 B．注射促性腺激素
C．口服或注射促性腺激素 D．以上方法均不正确
5．采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，以下原因不正确的选项是 〔 〕
A．卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟
D．冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大
6．以下图是“试管牛〞工厂化生产的技术流程图，据图答复以下问题：
(1)根据___________(填标号)判断，此种繁殖方式是____________生殖，此技术的意义在于____________________________________________________________________。
(2)①过程中通常每个卵巢平均可采集____________枚可用的卵母细胞，最终可能产下________头犊牛。
(3)②过程通常采用____________法。
(4)④过程一般要经历哪几个时期：________________________________________。
高二年级生物导学提纲选修3〔十〕选修班参考答案
专题三 胚胎工程
第二节 体外受精与早期胚胎培养
A、自主学习
一、1、人工操作；体外条件；早期胚胎
2、体外受精；早期胚胎的培养
二、1、卵母细胞的采集；精子的获取；受精
2、(1)促性腺激素；卵子；输卵管 (2)卵巢；卵巢 (3)输卵管；卵巢
3、(1) ② 手握法 ③ 电刺激法
(2) ① 啮齿动物； 猪； 获能液 ② 牛、羊； 肝素； 化学药物
4、获能的精子； 获能溶液； 专用的受精溶液
三、1、无机盐；有机盐；维生素；激素；血清
2、(1)受精状况；受精卵的发育能力 (2)受体移植；冷冻保存
3、(1)桑椹胚阶段；囊胚阶段 (2)8～16个细胞
B、典型例题
例1、C 例2、B
例3、〔1〕减数 一半 体 提供C细胞的 〔2〕有性生殖 无性生殖
〔3〕细胞核移植 卵细胞体积大，易操作，通过发育可直接表现出性状，同时卵细胞含营养物质多，可以保证融合细胞分裂所需要的养料
〔4〕胚胎移植 〔5〕全能性
〔6〕不遵循 因为孟德尔定律是有性生殖过程所遵循的，而多利的产生为无性生殖
〔7〕黑色 子代全为白色
C、变式训练
1、A 2、A 3、B 4、D 5、C 6、D
7、〔1〕通过有性生殖产生并在母体子宫内发育形成胎儿 试管婴儿受精作用在体外，并在体外发育成早期胚胎后进展胚胎移植 〔2〕伴X染色体隐性遗传 XBY XBXb 1/2
染色体组成 女 男性胎儿从母亲获得b基因患病的概率为1/2，而女性正常 XBXB 1/4
D、反应矫正
1、D 2、A 3、D 4、B 5、D
6、(1) ③ 有性 快速大量繁殖良种牛，提高经济效益
(2)10 1～2 (3)化学诱导 (4)受精卵、卵裂期、桑椹胚期、囊胚期
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