1、3.2 体外受精和早期胚胎培养,专题3 胚胎工程,学习目标 1.说出卵母细胞、精子的采集和培养方法，简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤和过程。 2.概述动物早期胚胎培养的方法。,方式一 “超时空女婴” 1986年白血病患者克里斯在16岁时(接受放疗前)冷冻了部分自己的精子。2008年，克里斯与妻子梅洛迪决定用22年前保存的冷冻精子接受试管受精手术。2008年6月，医生从梅洛迪的卵巢中提取出15枚卵子。最后共有7枚卵子受精发育成胚胎，医生将两枚胚胎植入到梅洛迪的子宫中。2009年2月25日，梅洛迪在一家医院中顺利生下了3.37千克重的女婴斯特拉。,美国医学专家称，冷藏了22年的精
2、子依然能够孕育生命，创下了一项世界医学史纪录，斯特拉也被称作是“来自1986年的超时空女婴”。如何进行体外受精及胚胎的早期培养，让我们一起来学习这些知识吧。 方式二 现状：国产奶牛：年均产奶量3 000公斤左右；国际良种奶牛：年均产奶量10 000公斤左右；我国蒙古黄牛：均重300 kg；海福特肉用牛：2岁体重可达800 kg。,如何实现良种牛快速大量繁殖呢？ 问题：(1)引进一头良种成年奶牛需要35万元。(2)牛的生育率低，一头牛一胎只生一个，一生只能生育45次。牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数多1 000倍左右。公牛产生的精子数目就更多了
3、。 设想：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，再经过移植产生后代，这就是试管动物技术。 实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是(体外受精)和(早期胚胎)的培养。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.试管动物技术 (1)概念：通过 使卵子和精子在 条件下成熟和受精，并通过培养发育为 &nbs
4、p; 后，再经移植产生后代的技术。 (2)重要应用良种培育：实现良种动物的 繁殖。 (3)技术手段：首先要做的是 和 的培养。,一、试管动物技术与体外受精,人工操作,体外,早期胚胎,快速大量,体外受精,早期胚胎,
5、2.体外受精 (1)基本步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和 、受精。 (2)卵母细胞的采集和培养,促性腺激素,输卵管,获能,人工培养成熟,获能,的精子,活体,(3)精子的采集和获能 收集精子的方法：假阴道法(牛、马等体型大的动物)、手握法(猪、犬等体型较小的动物)、电刺激法(野生或经济动物)。 精子体外获能的方法,获能液,肝素或钙离子载体,A23187,化学药物,(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_ 或专用的 &n
6、bsp; 中完成受精过程。,获能溶液,受精溶液,比较自然受精、人工授精和体外受精的异同点,归纳总结,例1 哺乳动物体外受精的过程是 卵母细胞的采集 精子的采集 卵母细胞的人工培养 精子的获能处理 精子与成熟的卵子在受精溶液中共同培养 用CaCl2溶液处理精子 用一定浓度的肝素溶液处理卵母细胞 体外受精 受精卵培养,答案,解析,A. B. C. D.,解析 体外受精主要包括卵
7、母细胞的采集和培养、精子的获取及获能处理、受精等三个阶段。精子的体外获能可用一定浓度的肝素溶液或钙离子载体处理。CaCl2溶液可用于基因工程中处理细菌细胞，以利于重组载体的导入。,例2 爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性贡献而获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。关于体外受精技术的叙述正确的是 A.获取的精子经获能后才能进行体外受精 B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵 C.精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫 D.精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵,答案,解析 卵子必须处于减数第二次分裂中期才能进行受精，直接从卵巢中采集的卵母细胞要在体外经人
8、工培养成熟后，才能与获能的精子受精；成熟的卵子与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定阶段才可移植；防止多精入卵主要通过透明带反应和卵细胞膜反应两道屏障。,解析,体外受精技术的两个注意点 (1)用促性腺激素处理时，只能注射不能饲喂：促性腺激素是肽类化合物，饲喂会因消化道的消化作用而失去原有的效用。 (2)精子获能处理前应离心处理：精液由精子和精清两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能处理前进行离心处理，目的是除去精清以利于精子获能。,拓展提升,1.培养液的成分,二、胚胎的早期培养,盐类：无机盐和有机盐 营养物质： &nb
9、sp; 、核苷酸 调节物质：维生素、激素 特有物质：_,2.胚胎早期培养的目的 (1)精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入 中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。 (2)当胚胎发育到适宜的阶段时可进行受体移植或 。,氨基酸,血清,发育培养液,冷冻保存,3.胚胎移植的时间
10、 不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到 阶段或_ 阶段进行移植；人的体外受精胚胎，可在816个细胞阶段移植。,桑椹胚,囊胚,1.胚胎的早期培养液与动物细胞培养液的比较,归纳总结,2.试管牛工厂化生产的技术流程,(1)结果：实现良种牛的快速、大量繁殖。 (2)所用技术：体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。,3.试管动物与克隆动物的三个不同 (1)起点不同：试管动物是受精卵，克隆动物是经核移植后的重组细胞。 (2)遗传来源不同：试管动物来源于双亲，克隆动物主要来源于供核一方。 (3)生殖方式不同：试管动物为
11、有性生殖，克隆动物为无性生殖。,解析 哺乳动物胚胎的培养液含有水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等，但是不含生长素。,例3 下列各组物质组成不全部属于哺乳动物胚胎的培养液成分的是 A.氨基酸、核苷酸、无机盐、激素 B.血清、激素、维生素、有机盐 C.核苷酸、维生素、血清、无机盐 D.有机盐、维生素、氨基酸、生长素,答案,解析,例4 下图所示为绵羊的两种生殖过程(c为乳腺细胞)，下列相关叙述错误的是A.a细胞获能后才能与b细胞融合 B.ae细胞中，只有d存在同源染色体 C.个体1、2的获得都可能涉及胚胎移植技术 D.个体1、2的形成过程均会发生细胞的分裂、分化、衰老和凋
12、亡,答案,解析,解析 a是精子，b是卵细胞，精子必须获能后才能与卵细胞融合；生殖细胞a和b中均不含同源染色体，细胞c、d、e中都存在同源染色体；个体1若是在体外受精形成的，则需要进行胚胎移植，个体2是克隆羊，一定需要胚胎移植；个体1、2的形成过程都会发生细胞分裂、分化、衰老和凋亡。,学习小结,体外受精和早期胚胎培养,试管动物技术：是指通过人工操作使 和 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,体外 受精,卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能 受精
13、：获能的 和培养成熟的 发生作用,早期胚胎培养,培养液的成分：无机盐、有机盐、 、激素、氨基酸、核苷酸、 等物质 胚胎去向：向受体移植、冷冻保存,卵子,精子,精子,卵子,维生素,血清,达标检测,1.下列不属于收集精子的方法的是 A.假阴道法 B.手握法 C.促性腺激素处理法 &n
14、bsp; D.电刺激法,1,2,3,4,5,答案,解析 收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等，用促性腺激素处理是采集卵子时的方法。,解析,2.下列化学物质中可使精子获能的是 A.氯化钙溶液 B.肝脏提取液 C.肝素溶液 D.氨基酸营养液,答案,1,2,3,4,5,解析 一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液可诱导精子获能。,解析,3.(2014江苏，19改编)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述不正确的是,1,2,3,4,5,答案,解析,A
15、.为了获得更多的卵母细胞，需用雌性激素对雌性杜泊羊进行处理 B.卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从处死的雌羊卵巢中获取 C.从输卵管中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精 D.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性,解析 用促性腺激素促进雌性个体超数排卵，而不是雌性激素，故A错误； 采集卵母细胞的方法：用促性腺激素处理母畜，然后从输卵管中冲取卵子；从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，故B正确； 从输卵管中采集的卵母细胞，可直接与获能的精子在体外受精，故C正确； 同种生物的精子和卵细胞一般可以互相识别，发生融合，故D正确。,1,2,3,4,5,
16、1,2,3,4,5,4.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、更有效地利用动物卵母细胞 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,答案,解析 试管动物技术能够将优良品种的雌雄生殖细胞体外受精并发育成一个个小胚胎，然后将这些小胚胎移植到普通个体子宫内“借腹怀胎”，从而实现家畜的快速繁殖，也能够解决动物生育率低的问题。,解析,1,2,3,4,5,5.根据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题： (1)体外受精的过程主要包括_、_ _及受精等几个步骤。 (2)使精子获能的方法有_和_。 (3)体外采集小鼠的卵子常用 A.超数排卵处理法 B.活体采卵法 C.从早期胚胎中采集 D.从屠宰后的母畜卵巢中采集,解析,卵母细胞的采集和培养,精子的采集和,获能,培养法,化学诱导法,答案,解析 体外受精的步骤主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能以及受精等，使精子获能的方法主要有培养法和化学诱导法；卵子的采集方法主要有：对小型实验动物采用超数排卵处理法、对大家畜或大型动物采用活体采卵法和从已屠宰母畜的卵巢中采集。,1,2,3,4,5,(4)请用一个流程图表示体外受精过程。,答案 如图,答案