生物（人教版选修3）课件32体外受完整版和早期胚胎培养

专题三胚胎工程3．2体外受精和早期胚胎培养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．认识体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。一、试管动物技术1．概念指通过

使卵子和精子在

下成熟和受精并通过培养发育为

后，再经移植产生后代的技术。2．应用：良种的

繁殖。人工操作体外条件早期胚胎快速大量体外受精早期胚胎1．试管动物技术属于无性生殖还是有性生殖方式？克隆动物呢？提示：前者属有性生殖，后者属无性生殖。二、体外受精1．卵母细胞的采集和培养促性腺激素卵子体外受精小鼠卵母细胞超声波探测仪内窥镜卵巢体外获能的精子大家畜手握电刺激野生(2)精子体外获能：获能液肝素钙离子载体A23187溶液3.体外受精(1)过程：

MⅡ中期(2)场所：获能的精子和培养成熟的卵子，一般都可以在___________或专用的

中完成受精过程。获能溶液受精溶液2．刚采集的卵母细胞要培养到什么阶段才能受精？提示：减数第二次分裂中期。三、胚胎的早期培养1．培养液成分：无机盐、

、氨基酸、

、激素、

以及

等。2．培养目的(1)检查

和

的发育能力。(2)当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向

或

。有机盐维生素核苷酸血清受精状况受精卵受体移植冷冻保存一、体外受精1．体外受精的原理：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精。2．精子的采集和获能的区别(1)精子的采集和获能是两个不同的过程：采集是人为地使动物精子从体内射出然后收集，获能是将采集后的精子进行人工处理，使其获得受精能力。(2)采集和获能都需要一定的人工方法：采集的方法可以是机械的，但获能必须在人工配制的获能溶液中培养或用化学药物诱导精子获能。3．体外受精获能的精子和卵子在获能液或专用受精溶液中受精，其过程概括如下：4．试管动物与克隆动物的区别

控制哺乳动物的性别对畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效控制性别的方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用这一差异，人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图所示)。根据以上信息回答下列相关问题：(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵细胞和精子在体外条件下__________________和受精，通过培养发育为早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。(2)精子采集的方法主要有________、________和________。获能的方法有________和________。(3)体外受精的过程主要包括________、________及受精等几个步骤。(4)图中过程①通常采用________技术。在这个过程中________的精子与卵细胞相遇时，首先发生________反应，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有______________________________________________________________________________________。(5)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)：______________________________________________________________________。解析：在培育试管动物时，从动物体内得到的是卵母细胞，并不是成熟的卵细胞，需要体外培养成熟后才能参与受精作用。哺乳动物精子的采集可采用假阴道法、手握法、电刺激法等，采集的精子还需用培养法或化学诱导法使其获能，体外受精过程主要有卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能及受精等主要步骤。可以通过分析细胞的染色体组型，或者进行基因分析确定早期胚胎的性别。答案：(1)成熟(2)假阴道法手握法电刺激法培养法化学诱导法(3)卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(4)体外受精获能顶体透明带反应和卵细胞膜反应(5)DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)和分析胚胎细胞的染色体组型【名师点睛】(1)超数排卵方法的关键是掌握卵子进入输卵管和卵子在输卵管中维持受精能力的时间，一般要求在卵子具有旺盛受精力之前冲取。超数排卵处理所用的激素为促性腺激素，只能注射不能经由消化道补充，原因是促性腺激素为肽类化合物、口服时会因消化道的消化作用而失去原有效用。(2)体外受精≠人工授精：人工授精是指人工辅助将精子送入雌性动物体内，其实质仍为体内受精，而体外受精是获能精子与获能卵细胞在体外专用受精培养液中相互结合的过程。A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内解析：对雌性动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。答案：A二、胚胎的早期培养1．发育培养液(1)用途：精子与卵子在体外受精后，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，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。(2)成分：①“两盐”：无机盐、有机盐；②“两素”：维生素和激素；③“两酸”：氨基酸和核苷酸；④另有水和血清。2．胚胎早期培养液(发育培养液)成分与动物细胞培养液成分的比较3.试管牛工厂化生产流程图【特别提醒】(1)早期胚胎是指可用于移植的胚胎，在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。(2)受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床。(3)胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同，除无机盐、营养成分和调节物质外，还需要血清、抗生素等，两者都是液体培养基，但植物组织培养为固体培养基，其中加入琼脂，所需植物激素主要是生长素和细胞分裂素两大类。

如图是通过体外受精技术培育某良种牛后代的过程，据图回答下列问题。(1)①的目的是使母牛多排卵，所用的方法是用________处理，从________________采集卵子。(2)②是________过程，因此该生殖方式属于__________________生殖，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成分的不同是前者含有_____________________________，而后者不含有。解析：牛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，然后从输卵管中获取卵子。卵子与精子结合的过程称为受精，因此牛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。在早期胚胎的培养过程中，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)，还有水和血清等。答案：(1)促性腺激素输卵管(2)受精有性基因突变、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【名师点睛】对早期胚胎的培养应注意以下几点(1)动物胚胎或细胞培养用的是液体培养基，其中需要动物激素、维生素、动物血清等成分，是植物组织培养基中所不含有的。(2)由超数排卵采集的卵母细胞已在体内发育成熟，不需培养可直接与精子受精，而未成熟卵母细胞需要在体外培养成熟。(3)胚胎的培养条件与卵母细胞成熟的培养条件相同。当胚胎发育到一定阶段时可进行胚胎移植或冷冻保存，牛、羊受精卵通常培养到桑椹胚或囊胚时进行移植或冷冻保存。2．下图为利用生物技术获得生物新品种的过程。请据图回答：(1)图示A→B过程的目的是________。在细胞内完成这类过程不需要加热，主要与________酶的作用有关：在A→B的过程中，所需酶的特点是________。(2)过程③通常用________处理，可达到超数排卵的目的；为使过程④中的受体生理状况适宜，可用激素对受体进行________处理。若要同时产生多个相同的转基因牛，常用到________技术。(3)在构建的抗病基因表达载体中，除了目的基因和标记基因外，还应具有________。⑥过程的常用方法是________。(4)关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述中，正确的是(

)A．精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵C．成熟卵子与获能的精子相遇形成的受精卵需培养到一定阶段才可移植D．体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行解析：卵母细胞要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植，移植入体内后继续发育形成幼体后产出。答案：(1)获取大量的目的基因解旋耐高温(2)促性腺激素同期发情胚胎分割(3)启动子和终止子(缺一不可，若增加“复制原点”正确)农杆菌转化法(4)C思考与探究你对体外受精和胚胎培养的应用前景有什么认识？(教材P73)提示：(1)可加速育种工作和品种改良。(2)大量节省购买种畜的费用。尤其是胚胎冷冻保存技术，在世界范围内，可做胚胎移植，不受时空限制，在国际和国内进行交