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

目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,一、試管動(dòng)物技術(shù) 1.概念 試管動(dòng)物技術(shù)是指通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精,并通過(guò)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)。 2.前期技術(shù) 體外受精、早期胚胎培養(yǎng)。 3.意義 (1)解決動(dòng)物生育率低的問題。 (2)實(shí)現(xiàn)良種動(dòng)物的快速大量繁殖。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,你聽說(shuō)過(guò)試管嬰兒?jiǎn)?人類第一例試管嬰兒于1978年7月23日誕生在英國(guó)。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(xué)的生物學(xué)教授合作,成功地從嬰兒母親卵巢濾泡中取出卵細(xì)胞,并采集了嬰兒父親的精液,使卵細(xì)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(guò)程,直至誕生一個(gè)健康的嬰兒。目前,試管嬰兒技術(shù)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(dòng)物呢? 提示試管嬰兒是有性生殖,克隆動(dòng)物是無(wú)性生殖。 (2)試管嬰兒技術(shù)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(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,二、體外受精 1.卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 采集的卵母細(xì)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(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)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?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,良種牛引進(jìn)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(xì)胞卻相當(dāng)多,其卵巢中的卵母細(xì)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(jìn)并大量繁殖的主要難題? 提示對(duì)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(xì)胞,讓它們?cè)隗w外完成受精并且發(fā)育成一個(gè)個(gè)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(shí)現(xiàn)良種牛的快速大量繁殖。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)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(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分,以及血清等物質(zhì)。 2.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。 3.胚胎移植的時(shí)間:不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段進(jìn)行移植。人的體外受精胚胎,可在816個(gè)細(xì)胞階段移植。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)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(shí)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(shí)間以后才能進(jìn)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(duì)體外受精的受精狀況及受精卵的發(fā)育能力進(jìn)行檢查。所以體外受精后,應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng),當(dāng)胚胎發(fā)育至適宜階段時(shí)才能進(jìn)行胚胎移植。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一、體外受精技術(shù) 1.精子的采集和獲能的區(qū)別,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,2.哺乳動(dòng)物體外受精過(guò)程,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】 我國(guó)首例“虎獅獸”在南京紅山動(dòng)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(guò)程需要解決的問題是( ) A.精子在體外用獲能物質(zhì)進(jìn)行處理 B.用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵細(xì)胞膜便于精子進(jìn)入 C.抽取精子和卵子的細(xì)胞核進(jìn)行融合 D.精子入卵后進(jìn)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(duì)精子進(jìn)行獲能處理,A項(xiàng)正確。精子入卵后自然會(huì)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(xì)胞核的融合,因此B、C、D三項(xiàng)都不正確。 答案A,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,從卵巢中直接采集的卵母細(xì)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(xì)胞是動(dòng)物正常排卵過(guò)程收集的卵母細(xì)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(guò)程需在含促性腺激素的培養(yǎng)液中進(jìn)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(xì)胞是動(dòng)物的非正常排卵過(guò)程的卵母細(xì)胞,這些卵母細(xì)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(xì)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(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,(1)用促性腺激素時(shí),只能注射不能飼喂,因?yàn)榇傩韵偌に厥请念惢衔?飼喂會(huì)因消化道的消化作用而失去原有的效用。 (2)體外受精是對(duì)體內(nèi)受精過(guò)程的模擬即體內(nèi)受精的有關(guān)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(shù)是指用相應(yīng)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(guò)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(xì)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(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)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(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.胚胎早期培養(yǎng)液(發(fā)育培養(yǎng)液)成分與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液成分的比較:,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】 下圖是通過(guò)體外受精培育小鼠的過(guò)程圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)所用的方法是用 處理,從 采集卵子。 (2)是 過(guò)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)過(guò)程是 ,其培養(yǎng)液成分與動(dòng)物細(xì)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(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,解析小鼠常用的采集卵母細(xì)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(xì)胞。精子與卵子結(jié)合的過(guò)程稱為受精,因此小鼠的生殖方式為有性生殖。進(jìn)行有性生殖的動(dòng)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(jìn)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(jī)鹽和無(wú)機(jī)鹽)、兩“素”(維生素和激素)、兩“酸”(氨基酸和核苷酸),還有水及動(dòng)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(jī)鹽、維生素、激素、核苷酸 微量元素、糖、促生長(zhǎng)因子、血漿,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,下列各組物質(zhì)組成不全部屬于哺乳動(dòng)物胚胎的培養(yǎng)液成分的是( ) A.氨基酸、核苷酸、無(wú)機(jī)鹽、激素 B.血清、激素、維生素、有機(jī)鹽 C.核苷酸、維生素、血清、無(wú)機(jī)鹽 D.有機(jī)鹽、維生素、氨基酸、生長(zhǎng)素 解析哺乳動(dòng)物胚胎的培養(yǎng)液含有水、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及動(dòng)物血清等,但是不含生長(zhǎng)素。 答案D,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,(1)口訣法巧記培養(yǎng)液成分 哺乳動(dòng)物早期的胚胎培養(yǎng)液成分較復(fù)雜,可以用以下口訣來(lái)記憶:“兩鹽兩酸兩素一清”,還有水等。 “兩鹽”指無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)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(dòng)物其胚胎移植的時(shí)間不同 牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段; 小鼠、家兔在桑椹胚階段前; 人的試管胚胎可在816個(gè)細(xì)胞階段移植。 所有的動(dòng)物都不能到原腸胚階段移植,因?yàn)樵c胚時(shí)分化程度高,移植成功率很低。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,1.人工授精、自然受精和體外受精的關(guān)系 (1)區(qū)別 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(jié)合。其中人的作用主要是將公畜的精液導(dǎo)入母畜的生殖道內(nèi),受精場(chǎng)所仍在體內(nèi)。體外受精是將人工獲取的精子和卵母細(xì)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(chǎng)所在體外。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(jié)合成合子(受精卵)的場(chǎng)所是在雌性動(dòng)物的輸卵管內(nèi)。 (2)聯(lián)系:三者均有精子與卵子結(jié)合為受精卵的過(guò)程,所以它們的生殖方式都是有性生殖。,【例1】 下列哪項(xiàng)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(zhì)不同 D.人工授精的精卵結(jié)合在母畜體內(nèi),而體外受精的這一過(guò)程在母畜體外 解析在人工授精時(shí),一般選擇優(yōu)良品種公牛的精液進(jìn)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(xiàng)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(xiàng)正確;題干中兩者的本質(zhì)都是兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,C項(xiàng)錯(cuò)誤;人工授精的精卵結(jié)合在母畜體內(nèi),而體外受精的這一過(guò)程在母畜體外,D項(xiàng)正確。 答案C,2.試管動(dòng)物和克隆動(dòng)物的三個(gè)易混點(diǎn) (1)發(fā)育起點(diǎn)不同:試管動(dòng)物的發(fā)育起點(diǎn)是受精卵,克隆動(dòng)物的發(fā)育起點(diǎn)是經(jīng)過(guò)核移植后的重組細(xì)胞。(2)生殖方式不同:試管動(dòng)物是有性生殖,克隆動(dòng)物是無(wú)性生殖。(3)遺傳來(lái)源不同:試管動(dòng)物繼承了雙親的遺傳性狀,克隆動(dòng)物的遺傳性狀與供核動(dòng)物基本相同。,【例2】 下列關(guān)于現(xiàn)代生物技術(shù)知識(shí)的敘述,正確的是( ) A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,多數(shù)細(xì)胞的基因型會(huì)發(fā)生改變 B.植物組織培養(yǎng)中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的配比會(huì)影響組織分化 C.核移植技術(shù)克隆出的動(dòng)物只有一種親本的遺傳性狀 D.二倍體動(dòng)物體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無(wú)限的 解析動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,多數(shù)細(xì)胞的基因型不會(huì)發(fā)生改變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)的種類和比例,B項(xiàng)正確;核移植技術(shù)克隆出的動(dòng)物含有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì),即含有一個(gè)親本的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)和另一個(gè)親本的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;二倍體動(dòng)物體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是有限的,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案B,