人教版生物選修332體外受精和早期胚胎培養(yǎng)課件

1、32體外受精和早期胚胎培養(yǎng)體外受精和早期胚胎培養(yǎng)學(xué)習(xí)導(dǎo)航學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.簡述試管動物培育過程。簡述試管動物培育過程。 重點重點2.簡述卵母細胞的采集和培養(yǎng)方法。簡述卵母細胞的采集和培養(yǎng)方法。3.了解收集精子和獲能的處理方法。了解收集精子和獲能的處理方法。 重點重點新知初探思維啟動新知初探思維啟動一、試管動物技術(shù)一、試管動物技術(shù)1.概念：通過人工操作使精子和卵子在概念：通過人工操作使精子和卵子在_條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育成早期胚胎，經(jīng)胚胎移植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。胚胎，經(jīng)胚胎移植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。2.前期技術(shù)：前期技術(shù)：_、早期胚胎培養(yǎng)。、早期胚胎培養(yǎng)。體外

2、體外體外受精體外受精悟一悟悟一悟1試管動物技術(shù)屬于無性生殖還是有性生殖試管動物技術(shù)屬于無性生殖還是有性生殖的范疇？的范疇？【提示提示】有性生殖。有性生殖。二、體外受精二、體外受精哺乳動物的體外受精主要包括：卵母細胞的哺乳動物的體外受精主要包括：卵母細胞的采集、采集、_和受精等主要步驟。和受精等主要步驟。精子的獲取精子的獲取1.卵母細胞的采集和培養(yǎng)卵母細胞的采集和培養(yǎng)采集采集方法方法適用適用范圍范圍采集過程采集過程采集后采集后的操作的操作舉例舉例輸卵輸卵管沖管沖取法取法實驗實驗動物動物利用利用_促使雌性動物排促使雌性動物排出更多的卵子，出更多的卵子，從從_沖取沖取卵子卵子可直接可直接與獲能與獲能

3、的精子的精子在體外在體外受精受精小鼠、小鼠、兔、兔、豬、豬、羊等羊等促性腺激素促性腺激素輸卵管輸卵管采集方采集方法法適用適用范圍范圍采集過程采集過程采集后的操采集后的操作作舉舉例例已屠宰已屠宰動物卵動物卵巢內(nèi)采巢內(nèi)采集集大型大型動物動物或大或大家畜家畜從已屠宰的雌性從已屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取卵動物體內(nèi)摘取卵巢，再從卵巢中巢，再從卵巢中采集卵母細胞采集卵母細胞采集后的卵采集后的卵母細胞都要母細胞都要在體外經(jīng)過在體外經(jīng)過人工培養(yǎng)成人工培養(yǎng)成熟后，才能熟后，才能與與_受精受精牛?；铙w采活體采卵卵借助超聲波探測借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡和腹儀、內(nèi)窺鏡和腹腔鏡等儀器腔鏡等儀器,直接直接從活體動物卵巢從活體

4、動物卵巢中采集卵母細胞中采集卵母細胞獲能的精子獲能的精子想一想想一想2.剛采集的卵母細胞要培養(yǎng)到什么階段才能剛采集的卵母細胞要培養(yǎng)到什么階段才能受精？受精？【提示提示】減數(shù)第二次分裂中期。減數(shù)第二次分裂中期。2.精子的采集和獲能精子的采集和獲能(1)收集精子的方法收集精子的方法假陰道法：大家畜和大型動物。假陰道法：大家畜和大型動物。_法：體型較小，易于控制的動物。法：體型較小，易于控制的動物。_法：野生動物或經(jīng)濟動物。法：野生動物或經(jīng)濟動物。手握手握電刺激電刺激(2)精子體外獲能的方法精子體外獲能的方法方法方法操作過程操作過程適用動物適用動物培養(yǎng)培養(yǎng)法法將精子放入人工配制將精子放入人工配制的的

5、_中使其獲能中使其獲能嚙齒動物、嚙齒動物、家兔及豬等家兔及豬等動物動物化學(xué)化學(xué)誘導(dǎo)誘導(dǎo)法法將精子放在一定濃度將精子放在一定濃度的的_或鈣離子載或鈣離子載體體A23187溶液中，溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能獲能牛、羊等家牛、羊等家畜畜獲能液獲能液肝素肝素3.受精受精獲能精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都獲能精子和培養(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芤褐型瓿墒芸梢栽讷@能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。精過程。三、胚胎的早期培養(yǎng)三、胚胎的早期培養(yǎng)1.培養(yǎng)液的成分培養(yǎng)液的成分一般包括無機鹽類、有機鹽類、一般包括無機鹽類、有機鹽類、_、激、激素、氨基酸、核苷酸

6、等營養(yǎng)成分以及素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分以及_等物質(zhì)。等物質(zhì)。維生素維生素血清血清2.胚胎早期培養(yǎng)的目的胚胎早期培養(yǎng)的目的(1)精子和卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移精子和卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入入_中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。狀況和受精卵的發(fā)育能力。(2)當胚胎發(fā)育到適宜的階段可進行受體移植當胚胎發(fā)育到適宜的階段可進行受體移植或或_。發(fā)育培養(yǎng)液發(fā)育培養(yǎng)液冷凍保存冷凍保存3.胚胎移植的時間胚胎移植的時間不同動物胚胎移植的時間不同。牛、羊一般不同動物胚胎移植的時間不同。牛、羊一般要培養(yǎng)到要培養(yǎng)到_階段或階段或_階段進行移階段進行移植。人的體外受精胚

7、胎，可在植。人的體外受精胚胎，可在816個細胞階個細胞階段移植。段移植。桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚要點突破講練互動要點突破講練互動要點一試管動物技術(shù)要點一試管動物技術(shù)1.試管動物技術(shù)的應(yīng)用試管動物技術(shù)的應(yīng)用引進的良種牛大量繁殖的主要難題：牛的生引進的良種牛大量繁殖的主要難題：牛的生育率很低，一頭牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，育率很低，一頭牛一胎一般只產(chǎn)一頭犢牛，一生約生育四五次。一生約生育四五次。2.試管嬰兒和克隆的區(qū)別試管嬰兒和克隆的區(qū)別試管嬰兒試管嬰兒克隆克隆生物原理生物原理或技術(shù)或技術(shù)體外受精、胚體外受精、胚胎移植胎移植細胞核的全能細胞核的全能性、核移植性、核移植生殖類型生殖類型有性生殖有性生殖無性

8、生殖無性生殖后代性狀后代性狀的繼承特的繼承特點點后代繼承提供后代繼承提供遺傳物質(zhì)的雙遺傳物質(zhì)的雙親的特性親的特性幾乎全部性狀幾乎全部性狀與提供核的親與提供核的親本性狀一樣本性狀一樣特別提醒特別提醒試管動物與克隆動物的比較試管動物與克隆動物的比較(1)起點不同：試管動物是受精卵，克隆動物起點不同：試管動物是受精卵，克隆動物是經(jīng)核移植后的重組細胞。是經(jīng)核移植后的重組細胞。(2)遺傳來源不同：試管動物來源于親本雙方遺傳來源不同：試管動物來源于親本雙方,克隆動物主要來源于供核一方。克隆動物主要來源于供核一方。(3)生殖方式不同：試管動物為有性生殖，克生殖方式不同：試管動物為有性生殖，克隆動物為無性生殖

9、。隆動物為無性生殖。 下列關(guān)于下列關(guān)于“克隆羊克隆羊”“”“試管羊試管羊”“”“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因羊基因羊”的說法合理的一項是的說法合理的一項是()A在培育過程中，都用到了動物細胞培養(yǎng)技在培育過程中，都用到了動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、核移植技術(shù)、胚胎移植技術(shù)術(shù)、核移植技術(shù)、胚胎移植技術(shù)B它們是通過相同的生殖方式獲得的它們是通過相同的生殖方式獲得的C它們的遺傳物質(zhì)都只來自一個親本它們的遺傳物質(zhì)都只來自一個親本D它們在形成過程中，一般都有卵細胞參與它們在形成過程中，一般都有卵細胞參與例例1【解析解析】克隆羊的培育過程：將一只母羊克隆羊的培育過程：將一只母羊乳腺上皮細胞的細胞核，注入另一只母羊的乳腺上皮細胞的細胞核，

10、注入另一只母羊的無核卵細胞中，形成重組細胞，在體外發(fā)育無核卵細胞中，形成重組細胞，在體外發(fā)育成早期胚胎，然后移植到第三只母羊的子宮成早期胚胎，然后移植到第三只母羊的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。該過程用到了核移植技術(shù)、動內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。該過程用到了核移植技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)。遺傳物質(zhì)物細胞培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于無性生殖；試管羊是指來自兩個親本，屬于無性生殖；試管羊是指精卵在試管內(nèi)受精形成受精卵，體外發(fā)育成精卵在試管內(nèi)受精形成受精卵，體外發(fā)育成早期胚胎早期胚胎,然后移植到母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。然后移植到母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。該過程用到了動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植該過程用到了

11、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于有性生技術(shù)。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于有性生殖；轉(zhuǎn)基因羊的培育是將目的基因注入受精殖；轉(zhuǎn)基因羊的培育是將目的基因注入受精卵的核內(nèi)，然后把經(jīng)過注射的受精卵移植到卵的核內(nèi)，然后把經(jīng)過注射的受精卵移植到另一只雌性動物的子宮內(nèi)，使受精卵發(fā)育為另一只雌性動物的子宮內(nèi)，使受精卵發(fā)育為轉(zhuǎn)基因動物。該過程用到了胚胎移植技術(shù)。轉(zhuǎn)基因動物。該過程用到了胚胎移植技術(shù)。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于有性生殖。遺傳物質(zhì)來自兩個親本，屬于有性生殖?！敬鸢复鸢浮緿變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練下列關(guān)于培育試管嬰兒的敘述，不正確的是下列關(guān)于培育試管嬰兒的敘述，不正確的是()A培育試管嬰

12、兒要進行體外受精過程培育試管嬰兒要進行體外受精過程B試管嬰兒的發(fā)育場所主要在試管內(nèi)試管嬰兒的發(fā)育場所主要在試管內(nèi)C試管嬰兒的發(fā)育場所主要在母體內(nèi)試管嬰兒的發(fā)育場所主要在母體內(nèi)D試管嬰兒具有雙親的遺傳特性試管嬰兒具有雙親的遺傳特性解析：選解析：選B。培育試管嬰兒是精子和卵子在。培育試管嬰兒是精子和卵子在體外培養(yǎng)情況下受精，然后將早期發(fā)育的胚體外培養(yǎng)情況下受精，然后將早期發(fā)育的胚胎胎(多為四細胞時期多為四細胞時期)移植回母體子宮內(nèi)繼續(xù)移植回母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，足月后分娩。受精卵在試管內(nèi)發(fā)育的發(fā)育，足月后分娩。受精卵在試管內(nèi)發(fā)育的時間很短。時間很短。要點二體外受精要點二體外受精體外受精主要包括卵母細

13、胞的采集、精子的體外受精主要包括卵母細胞的采集、精子的獲能和受精等幾個主要步驟。獲能和受精等幾個主要步驟。1.卵母細胞的采集和培養(yǎng)卵母細胞的采集和培養(yǎng)第一種方法：對實驗動物如小鼠、兔和家畜第一種方法：對實驗動物如小鼠、兔和家畜豬、羊等卵母細胞采集時，可先用促性腺激豬、羊等卵母細胞采集時，可先用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后在適當素處理，使其排出更多的卵子，然后在適當?shù)臅r間從輸卵管中沖取卵子，并使其直接與的時間從輸卵管中沖取卵子，并使其直接與獲能的精子在體外受精。獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取第二種方法：從剛屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細

14、胞。卵巢，再從卵巢中采集卵母細胞。第三種方法：活體采卵。需借助超聲波探測第三種方法：活體采卵。需借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物卵巢中吸取卵母細胞。物卵巢中吸取卵母細胞。后兩種方法適用于大家畜或大型動物。采集后兩種方法適用于大家畜或大型動物。采集的卵母細胞需在體外培養(yǎng)成熟后才能與獲能的卵母細胞需在體外培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精。的精子受精。2.精子獲能的處理方法精子獲能的處理方法在體外受精前在體外受精前,必須先對精子進行獲能處理，必須先對精子進行獲能處理，方法有：方法有：(1)培養(yǎng)法：對于嚙齒類動物、家兔和豬等動培養(yǎng)法：對于嚙齒類

15、動物、家兔和豬等動物，將取自附睪的精子，放入人工配制的獲物，將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中，培養(yǎng)一段時間后，精子就可獲能。能液中，培養(yǎng)一段時間后，精子就可獲能。(2)化學(xué)誘導(dǎo)法：對于牛、羊等家畜，將精子化學(xué)誘導(dǎo)法：對于牛、羊等家畜，將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能。液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能。3.受精受精獲能的精子和成熟后的卵子在體外合適的環(huán)獲能的精子和成熟后的卵子在體外合適的環(huán)境下共同培養(yǎng)一段時間，便可受精；受精后境下共同培養(yǎng)一段時間，便可受精；受精后形成的受精卵需經(jīng)早期發(fā)育培養(yǎng)，才能完成形成的受精卵需

16、經(jīng)早期發(fā)育培養(yǎng)，才能完成植入或著床。植入或著床。過程概括如下：過程概括如下： 如圖是通過體外受精培育某良種牛后如圖是通過體外受精培育某良種牛后代的過程，據(jù)圖回答下列問題。代的過程，據(jù)圖回答下列問題。例例2(1)的目的是使母牛多排卵，所用的方法是的目的是使母牛多排卵，所用的方法是用用_處理處理,從從_中采集卵子。中采集卵子。(2)是是_過程，因此這是過程，因此這是_生殖方式，其常見的可遺傳的變異生殖方式，其常見的可遺傳的變異類型有類型有_。(3)過程是過程是_，其培養(yǎng)液成，其培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液的不同在于，前者含有分與動物細胞培養(yǎng)液的不同在于，前者含有_，而后者不含有。，而后者不含有。(4

17、)過程是過程是_，移植的胚胎是在，移植的胚胎是在_階段。階段?！窘馕鼋馕觥颗３Ｓ玫牟杉涯讣毎姆椒ㄊ怯门３Ｓ玫牟杉涯讣毎姆椒ㄊ怯么傩韵偌に靥幚恚龠M其超數(shù)排卵，然后從輸促性腺激素處理，促進其超數(shù)排卵，然后從輸卵管中獲取卵子。卵子與精子結(jié)合的過程稱為卵管中獲取卵子。卵子與精子結(jié)合的過程稱為受精，因此牛的生殖方式為有性生殖。進行有受精，因此牛的生殖方式為有性生殖。進行有性生殖的動物，其可遺傳的變異類型有基因突性生殖的動物，其可遺傳的變異類型有基因突變、基因重組、染色體變異。在早期胚胎的培變、基因重組、染色體變異。在早期胚胎的培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液的成分主要有兩養(yǎng)過程中培養(yǎng)液的成分主要有兩“鹽鹽”(

18、有機有機鹽和無機鹽鹽和無機鹽)、兩、兩“素素”(維生素和激素維生素和激素)、兩、兩“酸酸”(氨基酸和核苷酸氨基酸和核苷酸),還有水及動物血清等，還有水及動物血清等，胚胎培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段開始進行移植。胚胎培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段開始進行移植?！敬鸢复鸢浮?1)促性腺激素輸卵管促性腺激素輸卵管(2)受精有性基因突變、基因重組、染色受精有性基因突變、基因重組、染色體變異體變異(3)體外早期胚胎的培養(yǎng)有機鹽、維生素、體外早期胚胎的培養(yǎng)有機鹽、維生素、激素、核苷酸激素、核苷酸(4)胚胎移植桑椹胚或囊胚胚胎移植桑椹胚或囊胚互動探究互動探究(1)精子獲能的方法主要有哪些？精子獲能的方法主要有哪些？(2)

19、體外采集小鼠的卵子常用哪種方法？體外采集小鼠的卵子常用哪種方法？【提示提示】(1)培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。(2)超數(shù)排卵處理法。超數(shù)排卵處理法。【探規(guī)尋律探規(guī)尋律】(1) 獲取卵細胞的方法有：獲取卵細胞的方法有：小動物應(yīng)用促性腺激素誘導(dǎo)超數(shù)排卵；小動物應(yīng)用促性腺激素誘導(dǎo)超數(shù)排卵；大大家畜一般從屠宰場屠宰的母畜卵巢獲得家畜一般從屠宰場屠宰的母畜卵巢獲得;也也可以借助內(nèi)窺鏡或腹腔鏡直接從卵巢吸取?？梢越柚鷥?nèi)窺鏡或腹腔鏡直接從卵巢吸取。(2)獲取的卵細胞必須在體外培養(yǎng)到獲取的卵細胞必須在體外培養(yǎng)到M中期中期.(3)用于體外受精用的精子用于體外受精用的精子,必須在體外獲能，必須在體外獲

20、能，并且受精過程必須在獲能液中完成。并且受精過程必須在獲能液中完成。要點三胚胎的早期培養(yǎng)要點三胚胎的早期培養(yǎng)1.胚胎早期培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液成分胚胎早期培養(yǎng)液成分與動物細胞培養(yǎng)液成分的比較的比較項目項目動物胚胎培養(yǎng)液動物胚胎培養(yǎng)液 動物細胞培養(yǎng)液動物細胞培養(yǎng)液鹽類鹽類無機鹽、有機鹽無機鹽、有機鹽無機鹽、微量元無機鹽、微量元素素營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì) 氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸糖、氨基酸糖、氨基酸調(diào)節(jié)物質(zhì)調(diào)節(jié)物質(zhì)維生素、激素維生素、激素促生長因子促生長因子特有成分特有成分血清血清血清、血漿血清、血漿2.移植方式：當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，冷移植方式：當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，冷凍保存或移植到受

21、體動物子宮內(nèi)培養(yǎng)。凍保存或移植到受體動物子宮內(nèi)培養(yǎng)。3.試管牛工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程試管牛工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程(1)結(jié)果：實現(xiàn)良種牛的快速、大量繁殖。結(jié)果：實現(xiàn)良種牛的快速、大量繁殖。(2)所用技術(shù)：體外受精、早期胚胎培養(yǎng)。所用技術(shù)：體外受精、早期胚胎培養(yǎng)。特別提醒特別提醒(1)胚胎的早期培養(yǎng)與動物細胞培胚胎的早期培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液類似，但是二者所依據(jù)的原養(yǎng)所用的培養(yǎng)液類似，但是二者所依據(jù)的原理和培養(yǎng)目的不同。理和培養(yǎng)目的不同。(2)早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分巧記為兩早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分巧記為兩“鹽鹽”：無機鹽和有機鹽；兩：無機鹽和有機鹽；兩“素素”：維生：維生素和激素；兩素和激素；兩“酸酸”：氨基酸和核苷酸；：氨基酸和核苷酸；另有水和血清等。另有水和血清等。(3)胚胎發(fā)育到適宜階段時，既可向受體移胚胎發(fā)育到適宜階段時，既可向受體移植，也可冷凍保存。早期胚胎一般是指可植，也可冷凍保存。早期胚胎一般是指可用于移植的胚胎用于移植的胚胎,即在原腸胚之前的囊胚、即在原腸胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早階段的胚胎。桑