高中生物 專題3 胚胎工程 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(yuǎn)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(jiǎn)述哺乳動(dòng)物體外受精技術(shù)的主要操作步驟。(重、難點(diǎn)) 2．簡(jiǎn)述哺乳動(dòng)物胚胎的早期培養(yǎng)方法。 3．認(rèn)識(shí)體外受精在家畜快速繁殖中的重要意義。(重點(diǎn)),一、試管動(dòng)物技術(shù) 1．試管動(dòng)物技術(shù)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(jīng)④________產(chǎn)生后代的技術(shù)。 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_(dá)_______，讓它們?cè)冖郷_______并發(fā)育成⑨________，再移植到本地牛體內(nèi)妊娠就可以實(shí)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(xì)胞,精子,卵母細(xì)胞,體外受精,早期胚胎,二、哺乳動(dòng)物的體外受精 1．體外受精的步驟：⑩____________________。 2．卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) (1)采集方法 對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(duì)于大型動(dòng)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(cè)儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動(dòng)物?________中吸取?________。,卵母細(xì)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(xì)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(xué)誘導(dǎo)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(jī)鹽,無機(jī)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(gè)細(xì)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(dòng)物超數(shù)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(zhì)類激素，口服后易被消化道內(nèi)的水解酶水解。,一、試管動(dòng)物技術(shù) 試管動(dòng)物技術(shù)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(shù)。 知識(shí)貼士：①試管動(dòng)物技術(shù)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(dòng)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(dòng)物技術(shù)涉及的生物技術(shù)有體外受精和胚胎移植技術(shù)。,二、體外受精 哺乳動(dòng)物的體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等幾個(gè)主要步驟。 1．卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 卵母細(xì)胞采集的方法和操作的要領(lǐng)： 方法(1)：對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物小鼠、兔和小家畜豬、羊等卵母細(xì)胞采集時(shí)，可先用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)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(dòng)物體內(nèi)摘取卵巢，再?gòu)穆殉仓胁杉涯讣?xì)胞。 方法(3)：直接從活體動(dòng)物的卵巢中采集卵母細(xì)胞，叫做活體采卵。需借助超聲波探測(cè)儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡，直接從活的動(dòng)物卵巢中吸取卵母細(xì)胞。 后兩種方法適用于大家畜和大動(dòng)物。采集的卵母細(xì)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(duì)精子進(jìn)行獲能處理，誘導(dǎo)方法有： ①培養(yǎng)法：對(duì)于嚙齒動(dòng)物、家兔和豬等動(dòng)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(shí)間后，精子就可獲能。 ②化學(xué)誘導(dǎo)法：對(duì)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(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能。,知識(shí)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(jié)合前需要先培養(yǎng)卵子使其發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期并對(duì)精子進(jìn)行體外獲能處理。 ②不同的動(dòng)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?qū)Ｓ玫氖芫芤褐泄餐囵B(yǎng)一段時(shí)間才能完成受精。 (2)過程：,,①采卵 ②收集精子 ③卵母細(xì)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(xì)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(dòng)物體外受精的過程主要包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集與獲能、受精等幾個(gè)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(shù)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(xì)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(dòng)物體內(nèi)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(xué)誘導(dǎo)法。受精的過程要在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐信囵B(yǎng)一段時(shí)間才能完成。 [答案] B,A．卵子從輸卵管中沖出也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程 B．動(dòng)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(shí)，才算成熟 D．沖出的卵子還需要培養(yǎng)一段時(shí)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(shù)第二次分裂中期時(shí)，才具有與精子受精的能力。在此之前，也要經(jīng)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(dòng)物的胚胎培養(yǎng)液含水、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動(dòng)物血清等。 (2)用途：當(dāng)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(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。,2．試管牛的生產(chǎn)過程 體外受精→良種牛早期胚胎→胚胎移植→健康受體?！挤N犢牛→成熟期牛,[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(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，還需維生素、激素、氨基酸、核苷酸，以及血清等物質(zhì)，沒有蔗糖。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。 [答案] C,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(xì)胞應(yīng)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(chǎn)即胚胎發(fā)育和受精過程只需在體外進(jìn)行 [答案] C,[解析] 體外受精的原理是人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等，使卵母細(xì)胞成熟，同時(shí)使精子獲能，最終完成受精作用。因此卵母細(xì)胞必須在體外經(jīng)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(chǎn)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(gè)不同的過程。采集是人為地使動(dòng)物精子從體內(nèi)射出而收集，獲能是將收集的精子進(jìn)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(jī)械的，但獲能必須在人工配制的獲能液或化學(xué)藥物中進(jìn)行。,3．“試管?！睂?shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程,請(qǐng)根據(jù)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(shù)有________等。 (2)用來促進(jìn)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(chǎn)生F牛的理論依據(jù)是________，其生殖方式屬于________。 (4)要培育高產(chǎn)奶率的轉(zhuǎn)基因牛，則目的基因的受體細(xì)胞一般是________，轉(zhuǎn)基因牛乳腺細(xì)胞中含有較多的參與分泌物加工的________________________等細(xì)胞器。,[解析] 兩種育種方式均用到的工程技術(shù)是細(xì)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(chǎn)生的兩種精子(X或Y)決定。試管牛的產(chǎn)生屬于有性生殖；克隆牛屬于無性生殖，理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。 [答案] (1)細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植 (2)垂體 雌性或雄性 (3)細(xì)胞核的全能性 無性生殖 (4)受精卵 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體,