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退出目录3.2体外受精和早期胚胎培养退出目录课前预习导学目标导航学习目标重点难点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。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。难点:1.卵母细胞的采集和培养。2.精子的采集和获能。退出目录预习导引退出目录一、试管动物技术通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植产生后代的技术。二、体外受精的步骤1.卵母细胞的采集和培养分类举例采集卵母细胞的方法实验动物小鼠、兔等用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,从输卵管中冲取卵子大家畜或大型动物牛等从已屠宰母畜的卵巢中采集,也可以直接从活体动物的卵巢中吸取退出目录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。2.精子的采集:收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。3.精子的获能体外获能方法概念适用动物培养法将精子放入人工配制的获能液中培养,使其获能啮齿动物、家兔和猪等化学诱导法将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导精子获能牛、羊等家畜退出目录4.受精:获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。三、胚胎的早期培养1.培养液的成分:除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。2.当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植,或冷冻保存。3.胚胎移植的时间:不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植。人的体外受精胚胎,可在8~16个细胞阶段移植。退出目录预习交流你听说过试管婴儿吗?人类第一例试管婴儿于1978年7月23日诞生在英国。她的母亲由于输卵管堵塞不能生育。妇产科医生与剑桥大学的生物学教授合作,成功地从婴儿母亲卵巢滤泡中取出卵细胞,并采集了婴儿父亲的精液,使卵细胞和精子成功在试管中完成受精。把受精卵培养后移植到母亲的子宫内完成发育过程,直至诞生一个健康的婴儿。目前,试管婴儿技术已成为治疗某些不孕症的好办法。1.试管婴儿是哪种生殖方式?克隆动物呢?提示:试管婴儿是有性生殖,克隆动物是无性生殖。2.试管婴儿技术中,移植前需要做什么?提示:体外受精和早期胚胎培养。退出目录课堂合作探究问题导学一、体外受精技术活动与探究1.哺乳动物的体外受精技术有哪些主要步骤?提示:体外受精技术主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等几个主要步骤。退出目录2.卵母细胞采集的方法有哪些?各适用于哪些动物?采集的卵母细胞能直接与获能的精子进行受精吗?提示:方法一:先用促性腺激素处理,使其超数排卵;然后在适当的时间从输卵管冲卵;获得的卵子可直接与获能的精子在体外受精。适用于实验动物如小鼠、兔和家畜猪、羊等。方法二:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。方法三:借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具,直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。这种方法称活体采卵。方法二和方法三适用于大家畜或大型动物。采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。退出目录3.精子的采集方法有哪些?采集来的精子获能的方法有哪些?提示:采集精子的方法主要有假阴道法、手握法和电刺激法。精子获能的方法有:(1)培养法:对啮齿动物、家兔和猪等动物,将取自附睾的精子,放入人工配制的获能液中,培养一段时间后,精子就可获能。(2)化学诱导法:对于牛、羊等家畜,将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导精子获能。4.获能后的精子与培养成熟的卵子在哪里完成受精?提示:获能的精子和培养成熟的卵子,可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。退出目录迁移与应用哺乳动物体外受精的过程是()。①采卵②收集精子③卵母细胞的人工培养④精子获能处理⑤精子和成熟卵子在受精溶液中共同培养⑥精子用CaCl2处理⑦卵母细胞用一定浓度肝素溶液处理⑧体外受精⑨受精卵培养退出目录解析:哺乳动物体外受精的过程主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集与获能、受精等几个主要步骤。卵子的采集方法有两种:一种是用促性腺激素促进雌性动物超数排卵后从输卵管中冲取,一种是从屠宰后的母体卵巢或活体卵巢中采集卵母细胞(需要在体外培养成熟后,才能与获能的精子受精)。精子的采集方法主要有假阴道法、手握法和电刺激法。从动物体内采集到的精子必须获能后才能够与发育成熟的卵子受精。精子获能的方法主要有培养法和化学诱导法。受精的过程要在获能溶液或专用的受精溶液中培养一段时间才能完成。答案:B退出目录刚排出的卵子尚未完全成熟,有的动物只完成了减数第一次分裂,即排出的为次级卵母细胞;有的动物减数第一次分裂也没有完成,即排出的为初级卵母细胞。因此不同动物排出的卵子成熟程度不同,但均是不成熟的卵子。因此从卵巢中采取的卵母细胞需要置于与输卵管相似的环境中,让它进一步成熟。退出目录二、胚胎的早期培养活动与探究1.胚胎早期培养中培养液的成分及用途是什么?提示:(1)成分:哺乳动物胚胎的培养液含水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸及血清等。(2)用途:完成受精后,用于受精卵的继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。2.早期胚胎要在哪个阶段进行胚胎移植?提示:当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同,但一般都要在囊胚之前就要进行胚胎移植。退出目录3.“试管牛”工厂化生产的技术流程是怎样的?提示:退出目录迁移与应用下图是通过体外受精培育小鼠的过程图,请据图回答下列问题。(1)①所用的方法是用处理,从采集卵子。(2)②是过程,因此小鼠的生殖方式是,其常见的可遗传的变异类型有。(3)③过程是,其培养液成分与动物细胞培养液的不同在于,前者含有,后者不含有,后者则含有。(4)④过程移植的胚胎是在。退出目录解析:小鼠常用的采集卵母细胞的方法是用促性腺激素处理,促进其超数排卵,然后从其输卵管中收集卵母细胞。卵子与精子结合的过程称为受精,因此小鼠的生殖方式为有性生殖。进行有性生殖的动物,其可遗传的变异类型有基因突变、基因重组、染色体变异。受精卵到早期胚胎的培养称为体外早期胚胎的培养,在该过程中培养液的成分主要有两“盐”(有机盐和无机盐)、两“素”(维生素和激素)、两“酸”(氨基酸和核苷酸),还有水及动物的血清等,胚胎培养到桑椹胚阶段之前开始进行移植。答案:(1)促性腺激素输卵管(2)受精有性生殖基因突变、基因重组、染色体变异(3)体外早期胚胎的培养有机盐、维生素、激素、核苷酸微量元素、糖、促生长因子、血浆(4)桑椹胚阶段前退出目录(1)不同动物其胚胎移植的时间不同:①牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段。②小鼠、家兔在桑椹胚阶段前。③人的试管胚胎可在8~16个细胞阶段移植。几乎所有的动物都不能到原肠胚阶段移植,因为此时分化程度高,移植成功率很低。(2)动物胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较动物胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子特殊成分血清血清、血浆退出目录当堂检测退出目录1.发展试管动物技术具有重要意义,下列关于这方面叙述错误的是()。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、更有效地利用动物的卵细胞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解析:牛的生育率很低,一头牛一胎只产一头犊牛,一生只能生育四五次,但是母牛体内的卵母细胞却相当多,其卵巢中的卵母细胞数要比一生中正常排出的卵子多1000倍。公牛产生的精子的数量更多。因此,可通过试管动物技术,人工采集卵子和精子,在体外进行受精以获得大量的胚胎,然后移植到同种其他动物体内孕育。这样充分利用了动物的卵细胞,提高了动物的生育率,并且通过“借腹怀胎”使普通的家畜可以繁育良种家畜。答案:D退出目录2.下列不属于卵母细胞采集方法的是()。A.用促性腺激素处理,使其超数排卵;然后在适当的时间冲卵B.从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢,然后采集卵母细胞C.借助超声波探测仪等工具,从活的动物卵巢中吸取卵母细胞D.电刺激法解析:电刺激法是采集精子的方法。答案:D3.精子获能的方法不包括()。①培养法②用一定浓度的肝素处理③用钙离子A23187处理④用PEG处理A.①B.②C.③D.④解析:精子获能的方法包括培养法和化学诱导法,化学诱导法有两种:用一定浓度的肝素处理和用钙离子载体A23187溶液处理;用PEG处理细胞是诱导细胞融合的方法。答案:D退出目录4.早期胚胎体外培养的过程中,下列哪一项条件是不需要的?()A.消毒灭菌B.适宜的温度C.充足的光照D.适宜的养料和激素解析:动物细胞离体必须在无菌条件下培养,在细胞的分裂过程中,需要适宜的温度及一定的营养物质和激素,但不需要光照。答案:C退出目录5.胚胎移植的时间是()。A.在桑椹胚阶段B.在囊胚阶段C.在8~16个细胞阶段D.不同动物进行的时间不同解析:不同动物胚胎移植的时间不同,例如,牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才进行移植,小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎,即试管胚胎,可在8~16个细胞阶段移植。答案:D