2019-2020学年人教版生物选修三讲义:专题3 3.2 体外受精和早期胚胎培养 Word版含答案.pdf
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1、3.2 体外受精和早期胚胎培养 体外受精和早期胚胎培养 学习目标:学习目标:1.简述试管动物培育过程。简述试管动物培育过程。(重点重点) 2.简述卵母细胞的采集和培养 方法。 简述卵母细胞的采集和培养 方法。3.了解收集精子和获能的处理方法。了解收集精子和获能的处理方法。(重点重点) 4.简述哺乳动物胚胎的早期培 养方法。 简述哺乳动物胚胎的早期培 养方法。 一、试管动物技术一、试管动物技术 1概念:试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和概念:试管动物技术是指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。受精,并通过培
2、养发育为早期胚胎后,再经移植产生后代的技术。 2前期技术:体外受精、早期胚胎培养。前期技术:体外受精、早期胚胎培养。 3意义意义 (1)解决动物生育率低的问题。解决动物生育率低的问题。 (2)实现良种动物的快速大量繁殖。实现良种动物的快速大量繁殖。 二、体外受精二、体外受精 1主要步骤:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等。主要步骤:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等。 2卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养 分类分类实验动物实验动物大型动物大型动物 举例举例小鼠、兔、猪、羊小鼠、兔、猪、羊牛牛 从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢, 再采集卵母细胞 从刚屠宰的雌性动物体内
3、摘取卵巢, 再采集卵母细胞 采集方法采集方法 用促性腺激素处理,使其用促性腺激素处理,使其 超数排卵,从输卵管中冲 取卵子 超数排卵,从输卵管中冲 取卵子 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 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 取卵母细胞取卵母细胞 采集后操作采集后操作 可直接与获能的精子在可直接与获能的精子在 体外受精体外受精 在体外经过人工培养成熟后,才能与在体外经过人工培养成熟后,才能与 获能的精子受精获能的精子受精 3.精子的采集和获能精子的采集和获能 (1)精子的采集方法精子的采集方法 将方法与对应的例子用线连起来。将方
4、法与对应的例子用线连起来。 假阴道法假阴道法 a体型较小,易于控制的动物体型较小,易于控制的动物 手握法手握法 B野生或经济动物野生或经济动物 电刺激法电刺激法 c大型家畜或大型动物大型家畜或大型动物 【提示】 【提示】 c a b (2)精子体外获能的方法精子体外获能的方法 方法方法培养法培养法化学诱导法化学诱导法 操作过程操作过程 将精子放入人工配制的获将精子放入人工配制的获 能液中培养,使其获能能液中培养,使其获能 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子将精子放在一定浓度的肝素或钙离子 载体载体 A23187 溶液中, 用化学药物诱导 精子获能 溶液中, 用化学药物诱导 精子获能 适用动物适用
5、动物 啮齿动物、家兔和猪等动 物 啮齿动物、家兔和猪等动 物 牛、羊等家畜牛、羊等家畜 4.受精受精 三、胚胎的早期培养三、胚胎的早期培养 1发育培养液的成分 : 一般包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、氨基酸、发育培养液的成分 : 一般包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、氨基酸、 核苷酸等营养成分,以及血清等物质。核苷酸等营养成分,以及血清等物质。 2胚胎早期培养的目的胚胎早期培养的目的 (1)检查受精状况和受精卵的发育能力。检查受精状况和受精卵的发育能力。 (2)使胚胎发育到适宜的阶段进行受体移植或冷冻保存。使胚胎发育到适宜的阶段进行受体移植或冷冻保存。 3胚胎移植时间胚胎移植时间 (1)
6、牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植。牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植。 (2)人的体外受精胚胎,可在人的体外受精胚胎,可在 816 个细胞阶段移植。个细胞阶段移植。 1判断对错判断对错(正确的打“” ,错误的打“”正确的打“” ,错误的打“”) (1)为了获得更多的卵母细胞,需用性激素对供体进行处理。为了获得更多的卵母细胞,需用性激素对供体进行处理。 ( ) (2)采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精。采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精。( ) (3)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。 ( ) (4)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养
7、液通常都需加入血清。早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清。 ( ) (5)对于啮齿类动物、家兔和猪等动物的精子,常采用激素刺激法使其获能。对于啮齿类动物、家兔和猪等动物的精子,常采用激素刺激法使其获能。 ( ) 提示:提示:(1) 为获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对供体进行处理。 为获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对供体进行处理。 (2) 采集的卵母细胞需在体外培养至 采集的卵母细胞需在体外培养至 M中期才能与获能的精子在体外受 精。 中期才能与获能的精子在体外受 精。 (3) 胚胎移植时应在原肠胚以前,一般在桑椹胚或囊胚,也可能在更早的 时期。 胚胎移植时应在原肠胚以前,
8、一般在桑椹胚或囊胚,也可能在更早的 时期。 (4) (5) 对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法使其获能。 对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法使其获能。 2下列各组物质成分不全部属于哺乳动物胚胎的培养液成分的是下列各组物质成分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、激素氨基酸、核苷酸、无机盐、激素 B血清、激素、维生素、有机盐血清、激素、维生素、有机盐 C核苷酸、维生素、血清、无机盐核苷酸、维生素、血清、无机盐 D有机盐、维生素、氨基酸、生长素有机盐、维生素、氨基酸、生长素 D 生长素是植物激素,不属于哺乳动物胚胎的营养液成分。生长
9、素是植物激素,不属于哺乳动物胚胎的营养液成分。 3良种试管牛的繁殖过程:用激素促进甲牛多排卵,然后把卵子在体外与人 工采集的乙牛的精子进行受精,在特定培养基中培育成胚胎,再把胚胎送入经过 激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是 良种试管牛的繁殖过程:用激素促进甲牛多排卵,然后把卵子在体外与人 工采集的乙牛的精子进行受精,在特定培养基中培育成胚胎,再把胚胎送入经过 激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是( ) A精卵结合前精子需进行获能培养精卵结合前精子需进行获能培养 B“促进甲牛多排卵”的激素是孕激素“促进甲牛多排卵”的激素是孕激素 C甲牛、乙牛对试管牛
10、核遗传物质的贡献相同甲牛、乙牛对试管牛核遗传物质的贡献相同 D该技术可应用于加快优良种畜的繁殖该技术可应用于加快优良种畜的繁殖 B 精子需要进行培养使其获能才具备受精能力,精子需要进行培养使其获能才具备受精能力,A 项正确;促进动物多排 卵的激素是促性腺激素, 项正确;促进动物多排 卵的激素是促性腺激素,B 项错误;试管牛的核遗传物质一半来自甲牛的卵子, 一半来自乙牛的精子, 项错误;试管牛的核遗传物质一半来自甲牛的卵子, 一半来自乙牛的精子,C 项正确;该技术可充分发挥母畜的优良特性,可用于加项正确;该技术可充分发挥母畜的优良特性,可用于加 快优良种畜的繁殖,快优良种畜的繁殖,D 项正确。项
11、正确。 体外受精体外受精 思考交流思考交流 1试管婴儿是有性生殖还是无性生殖?为什么?试管婴儿是有性生殖还是无性生殖?为什么? 提示:提示:属于有性生殖。其过程是精子和卵子在体外受精形成受精卵,由受精 卵形成的早期胚胎移植到受体中。 属于有性生殖。其过程是精子和卵子在体外受精形成受精卵,由受精 卵形成的早期胚胎移植到受体中。 2由超数排卵处理采集的卵母细胞为什么可直接与获能的精子受精?从卵巢 中采集的卵子为什么不能与获能精子直接受精? 由超数排卵处理采集的卵母细胞为什么可直接与获能的精子受精?从卵巢 中采集的卵子为什么不能与获能精子直接受精? 提示:提示:由超数排卵处理采集的卵母细胞已在体内发
12、育成熟,不需培养可直接 与获能的精子受精;卵巢中卵子不成熟,需要培养到减数第二次分裂中期时才具 有受精能力。 由超数排卵处理采集的卵母细胞已在体内发育成熟,不需培养可直接 与获能的精子受精;卵巢中卵子不成熟,需要培养到减数第二次分裂中期时才具 有受精能力。 3精子获能处理前为什么要离心处理?精子获能处理前为什么要离心处理? 提示:提示:因为精液由精子和精清两部分组成,精清中含有抑制精子获能的物质, 所以要离心除去精清以利于精子获能。 因为精液由精子和精清两部分组成,精清中含有抑制精子获能的物质, 所以要离心除去精清以利于精子获能。 4超数排卵处理中为什么使用的是促性腺激素而不是性激素?超数排卵
13、处理中为什么使用的是促性腺激素而不是性激素? 提示:提示:性激素是由性腺产生并释放的,长期使用外源性激素会导致性腺萎缩。 促性腺激素由垂体产生并释放, 作用于性腺, 可以促进排卵, 并且不会使性腺萎缩。 性激素是由性腺产生并释放的,长期使用外源性激素会导致性腺萎缩。 促性腺激素由垂体产生并释放, 作用于性腺, 可以促进排卵, 并且不会使性腺萎缩。 归纳总结归纳总结 1卵母细胞的采集和培养卵母细胞的采集和培养 采集方 法 采集方 法 适用范围适用范围举例举例采集过程采集过程卵细胞的培养卵细胞的培养 输卵管 冲取法 输卵管 冲取法 实验动物 及 实验动物 及 小型家畜小型家畜 小鼠、 兔、 猪、
14、羊等 小鼠、 兔、 猪、 羊等 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 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 直接与获能的精子在 体外受精 直接与获能的精子在 体外受精 从已屠 宰母畜 从已屠 宰母畜 大型动物大型动物 或大家畜或大家畜 牛牛 从已屠宰的雌性动 物体内摘取卵巢,再 从已屠宰的雌性动 物体内摘取卵巢,再 这两种方法适用于大 家畜或大型动物。采 这两种方法适用于大 家畜或大型动物。采 的卵巢 内采集 的卵巢 内采集 从卵巢中采集卵母 细胞 从卵巢中采集卵母 细胞 活体采 卵 活体采 卵 借助超声波探测仪、 内窥镜或腹腔镜等 工具,直
15、接从活体动 物的卵巢中吸取卵 母细胞 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 集的卵母细胞都需要 在体外经人工培养成 熟后,才能与获能的 精子受精 集的卵母细胞都需要 在体外经人工培养成 熟后,才能与获能的 精子受精 2.精子的采集和获能精子的采集和获能 (1)采集方法:假阴道法、手握法和电刺激法。采集方法:假阴道法、手握法和电刺激法。 方法方法适合动物适合动物操作操作 假阴道法假阴道法 大家畜或大型 动物 大家畜或大型 动物 用特制的假阴道,满足雄性动物交配时对压力、温度 和润滑度的要求, 同时配有与采精动物相适应的活台 畜或假台畜。使用假台畜时,
16、要训练动物爬跨台畜, 借假阴道收集精液 用特制的假阴道,满足雄性动物交配时对压力、温度 和润滑度的要求, 同时配有与采精动物相适应的活台 畜或假台畜。使用假台畜时,要训练动物爬跨台畜, 借假阴道收集精液 手握法手握法 猪、犬等体型 较小,易于控 制的家畜 猪、犬等体型 较小,易于控 制的家畜 徒手或戴上乳胶手套,直接把握雄性动物的阴茎,给 予适当压力和刺激即可引起射精, 收集富含精子的精 液 徒手或戴上乳胶手套,直接把握雄性动物的阴茎,给 予适当压力和刺激即可引起射精, 收集富含精子的精 液 电刺激法电刺激法 野生或经济野生或经济 动物动物 将动物麻醉后,采用特制的电极伸入动物的直肠,直 接刺
17、激位于腰荐部的射精中枢神经,引起射精 将动物麻醉后,采用特制的电极伸入动物的直肠,直 接刺激位于腰荐部的射精中枢神经,引起射精 (2)对采集的精子进行获能处理,常用的方法有培养法和化学诱导法。对采集的精子进行获能处理,常用的方法有培养法和化学诱导法。 方法方法操作操作适合动物适合动物 培养法培养法 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,精子就可以获能 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,精子就可以获能 啮齿动物、家 兔、猪等 啮齿动物、家 兔、猪等 化学诱 导法 化学诱 导法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A
18、23187 溶 液中,用化学药物诱导精子获能 溶 液中,用化学药物诱导精子获能 牛、羊等家畜牛、羊等家畜 1下列有关哺乳动物体外受精是叙述,正确的是下列有关哺乳动物体外受精是叙述,正确的是 ( ) A给实验动物注射促性腺激素,使其产生更多的精子给实验动物注射促性腺激素,使其产生更多的精子 B从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精 C获能的精子和成熟的卵子,不能在获能溶液中完成受精获能的精子和成熟的卵子,不能在获能溶液中完成受精 D卵母细胞与精子受精时才能完成减数第二次分裂卵母细胞与精子受精时才能完成减数第二次分裂 D 给实验动物
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