2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书:3.2 体外受精和早期胚胎培养 Word版含答案.pdf
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1、一、试管动物技术()一、试管动物技术()阅阅读读教教材材P P6 69 9 1概念:指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受1概念: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。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。 2技术手段:体外受精、早期胚胎的培养和胚胎移植技术。2技术手段:体外受精、早期胚胎的培养和胚胎移植技术。 3意义:实现良种动物的快速大量繁殖;解决动物生育率低的3意义:实现良种动物的快速大量繁殖;解决动物生育率低的 问题。问题。 二、体外受精()二、体外受精()阅阅读读教教材材P P6 69 97
2、72 2 1卵母细胞的采集和培养1卵母细胞的采集和培养 (1)用促性腺激素处理排卵后,再从输卵管中冲取卵子。(1)用促性腺激素处理排卵后,再从输卵管中冲取卵子。 (2)从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。(2)从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。 (3)直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞都(3)直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞都 需在体外经人工培养成熟后,才能受精。需在体外经人工培养成熟后,才能受精。 2精子的收集和获能2精子的收集和获能 (1)收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法。(1)收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法。 (2)精子体外获能的方法
3、有培养法、化学诱导法两种。(2)精子体外获能的方法有培养法、化学诱导法两种。 3受精3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。专用的受精溶液中完成受精过程。 三、胚胎的早期培养()三、胚胎的早期培养()阅阅读读教教材材P P7 72 27 73 3 1 培养液的成分 : 一般含有一些无机盐、 有机盐和维生素、 激素、1 培养液的成分 : 一般含有一些无机盐、 有机盐和维生素、 激素、 氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。 2胚
4、胎处理:当胚胎发育到适宜阶段时,可以取出移植或冷冻2胚胎处理:当胚胎发育到适宜阶段时,可以取出移植或冷冻 保存。保存。 共研探究共研探究 1基本原理1基本原理 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,最终完成受精作用,并有计划地保存胚胎等。和精子获能,最终完成受精作用,并有计划地保存胚胎等。 2过程2过程 3主要步骤3主要步骤 (1)卵母细胞的采集和培养(1)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采集过程采集过程 采集后采集后 的操作的操作 举例举例 输卵管输卵管 冲取法冲取法 实验动
5、物实验动物 利用促性腺利用促性腺 激素处理使激素处理使 雌性动物排 出更多的卵 子,然后从 输卵管中冲 取卵子 雌性动物排 出更多的卵 子,然后从 输卵管中冲 取卵子 可直接与获 能的精子在 体外受精 可直接与获 能的精子在 体外受精 小鼠、小鼠、 兔、猪、兔、猪、 羊等羊等 从已屠宰从已屠宰 母畜的卵母畜的卵 巢中采集巢中采集 从已屠宰的 雌性动物体 内摘取卵 巢,再从卵 巢中采集卵 母细胞 从已屠宰的 雌性动物体 内摘取卵 巢,再从卵 巢中采集卵 母细胞 活体采卵活体采卵 大型动物大型动物 或大家畜或大家畜 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
6、 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 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 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 受精受精 牛牛 (2)精子的采集和获能 (2)精子的采集和获能 精子的采集精子的采集 精子的获能精子的获能 获能获能 方法方法 过程及概念过程及概念适用动物适用动物 培养法培养法 将精子放入人工配制的获能液中培将精子放入人工配制的获能液中培 养,使其获能,精子获能是指精子 获得与成熟卵母细胞进行受精的能 力,而不是获得能量 养,使其获能,精子获能是指精子
7、获得与成熟卵母细胞进行受精的能 力,而不是获得能量 啮齿动物、家兔和 猪等 啮齿动物、家兔和 猪等 化学化学 诱导法诱导法 将精子放在一定浓度的肝素或钙离将精子放在一定浓度的肝素或钙离 子载体 A23187 溶液中, 用化学药物子载体 A23187 溶液中, 用化学药物 诱导精子获能诱导精子获能 牛、羊等家畜牛、羊等家畜 (3)受精:获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受(3)受精:获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受 精溶液中完成受精过程。精溶液中完成受精过程。 总结升华总结升华 1试管动物与克隆动物的不同1试管动物与克隆动物的不同 (1)起点不同:试管动物是受精卵,克隆动
8、物是经核移植形成的 重组细胞。 (1)起点不同:试管动物是受精卵,克隆动物是经核移植形成的 重组细胞。 (2)遗传物质来源不同:试管动物来源于双亲,克隆动物主要来 源于供核一方。 (2)遗传物质来源不同: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 : 试管动物为有性生殖,克隆动物为无性生殖。(3)生殖方式不同 : 试管动物为有性生殖,克隆动物为无性生殖。 2自然受精、人工授精和体外受精的异同2自然受精、人工授精和体外受精的异同 项目项目自然受精自然受精人工授精人工授精体外受精体外受精 过过 程程 雌雄动物雌雄动物 交配完成交配完成 用人工的方法将 公畜的精液注入 母
9、畜生殖道内, 完 成受精 用人工的方法将 公畜的精液注入 母畜生殖道内, 完 成受精 人工获取精子、 卵 子, 在体外培养液 中完成受精过程 人工获取精子、 卵 子, 在体外培养液 中完成受精过程 不不 同同 点点 场场 所所 雌性动物雌性动物 输卵管中输卵管中 雌性动物雌性动物 输卵管中输卵管中 体外培养液中体外培养液中 相同点相同点 精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程 都是有性生殖都是有性生殖 对点演练对点演练 1下列有关哺乳动物体外受精的叙述,正确的是( )1下列有关哺乳动物体外受精的叙述,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
10、子A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 C获能的精子和成熟的卵子,不能在获能溶液中完成受精C获能的精子和成熟的卵子,不能在获能溶液中完成受精 D卵母细胞与精子受精后才能完成减数第二次分裂D卵母细胞与精子受精后才能完成减数第二次分裂 解析:选 D 在哺乳动物进行体外受精时,先对母体做超数排卵 处理;从输卵管中采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精;获能的 精子和成熟的卵子能够在获能溶液中完成受精 ; 次级卵母细胞发育到 减数第二次分裂中期时才能与精子受精,然后完成减数第二次分裂。
11、 解析:选 D 在哺乳动物进行体外受精时,先对母体做超数排卵 处理;从输卵管中采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精;获能的 精子和成熟的卵子能够在获能溶液中完成受精 ; 次级卵母细胞发育到 减数第二次分裂中期时才能与精子受精,然后完成减数第二次分裂。 共研探究共研探究 精子与卵子在体外受精后, 应将受精卵移入发育培养液中继续培 养,以检查受精状况和受精卵的发育能力,这就是早期胚胎培养。阅 读教材,结合“试管牛”工厂化生产的技术流程图回答下列问题。 精子与卵子在体外受精后, 应将受精卵移入发育培养液中继续培 养,以检查受精状况和受精卵的发育能力,这就是早期胚胎培养。阅 读教材,结合“试管牛”工厂
12、化生产的技术流程图回答下列问题。 1培养液的成分 : 一般包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、1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。氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。 2不同动物胚胎移植的时间不同:牛、羊等一般要培养到桑椹2不同动物胚胎移植的时间不同:牛、羊等一般要培养到桑椹 胚阶段或囊胚阶段进行移植。 小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段胚阶段或囊胚阶段进行移植。 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,可在 816 个细胞阶段移植。移植。人的体外受精胚胎,可在 816 个细胞阶段移植。 3完善试管牛
13、工厂化生产的技术流程3完善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。(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。(2)所用技术:体外受精、早期胚胎培养。 总结升华总结升华 1动物胚胎早期培养液(发育培养液)成分与动物细胞培养液成 分的比较 1动物胚胎早期培养液(发育培养液)成分与动物细胞培养液成 分的比较 项目项目 动物胚胎早期培 养液 动物胚胎早期培 养液 动物细胞培养 液 动物细胞培养 液 盐类盐类无机盐、有机盐无机盐、有机盐 无机盐、 微量元 素 无机盐、 微量元 素 营养物 质 营养物 质 氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸糖、
14、氨基酸糖、氨基酸 调节物 质 调节物 质 维生素、激素维生素、激素促生长因子促生长因子 特有成 分 特有成 分 血清血清血清、血浆血清、血浆 2试管动物的培育过程2试管动物的培育过程 对点演练对点演练 2培育“试管山羊”的基本过程如图所示,若要培育成功,下 列叙述正确的是( ) 2培育“试管山羊”的基本过程如图所示,若要培育成功,下 列叙述正确的是( ) A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵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C丙过程与乙过
15、程中应采用相同成分的培养液 D丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫 内 D丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫 内 解析:选 A 甲为获取卵母细胞的过程,用促性腺激素处理母山解析:选 A 甲为获取卵母细胞的过程,用促性腺激素处理母山 羊,使其超数排卵 ; 乙过程的目的之一是促进卵母细胞成熟和使精子 获能,利于精卵细胞结合,而不是使精子成熟 ; 乙过程中使精子获能 需要获能溶液,丙过程为培养早期胚胎,需用发育培养液,两者成分 不同 ; 丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相 同的代孕母羊子宫内。 羊,使其超数排卵 ; 乙过程的目的之一是促进卵母细胞
16、成熟和使精子 获能,利于精卵细胞结合,而不是使精子成熟 ; 乙过程中使精子获能 需要获能溶液,丙过程为培养早期胚胎,需用发育培养液,两者成分 不同 ; 丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相 同的代孕母羊子宫内。 1下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )1下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( ) A体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精A体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植 技术 B试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植 技术 C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C早期
17、胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植D受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 解析:选 D 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在专用的受 精溶液中受精 ; 试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚 胎移植技术 ; 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;受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植。 解析:选 D 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在专用的受 精溶液中受精 ; 试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚 胎移植技术 ; 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;受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才
18、能进行胚胎移植。 2下列关于卵母细胞采集的叙述,错误的是( )2下列关于卵母细胞采集的叙述,错误的是( ) A有些动物在采集时要用促性腺激素处理A有些动物在采集时要用促性腺激素处理 B从输卵管中取出的卵子,可直接与获能的精子在体外受精B从输卵管中取出的卵子,可直接与获能的精子在体外受精 C对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞C对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞 D采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精D采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精 解析:选 D 卵子采集的方法主要有:先用促性腺激素处理供体, 从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精 ; 从屠宰母畜的
19、卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞, 通过 这种方式获得的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。 解析:选 D 卵子采集的方法主要有:先用促性腺激素处理供体, 从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精 ; 从屠宰母畜的 卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞, 通过 这种方式获得的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。 3如图是试管婴儿培育过程,下列有关叙述错误的是( )3如图是试管婴儿培育过程,下列有关叙述错误的是( ) A过程中可通过注射促性腺激素增加排卵数量A过程中可通过注射促性腺激素增加排卵数量 B过程在培养
20、细胞的培养液中就可以完成B过程在培养细胞的培养液中就可以完成 C过程的培养液中应该添加动物血清C过程的培养液中应该添加动物血清 D过程移植的胚胎一般处于 816 个细胞阶段D过程移植的胚胎一般处于 816 个细胞阶段 解析:选 B 获能的精子和培养成熟的卵子一般情况下在获能溶 液或专用的受精溶液中完成受精。 解析:选 B 获能的精子和培养成熟的卵子一般情况下在获能溶 液或专用的受精溶液中完成受精。 4请根据图示,回答有关体外受精和早期胚胎培养的问题:4请根据图示,回答有关体外受精和早期胚胎培养的问题: (1)对于小鼠、兔,以及家畜羊等实验动物,卵母细胞的采集方 法是用_激素处理, 使其排出更多
21、的卵子, 从_中冲取 卵子,_(填“可以”或“不可以”)直接与获能的精子在体外 受精。 (1)对于小鼠、兔,以及家畜羊等实验动物,卵母细胞的采集方 法是用_激素处理, 使其排出更多的卵子, 从_中冲取 卵子,_(填“可以”或“不可以”)直接与获能的精子在体外 受精。 (2)获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下都可以在 _溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。 (2)获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下都可以在 _溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。 (3)受精作用过程中,防止多精入卵的第一道屏障是_, 它发生在精子触及_的瞬间;防止多精入卵的第二道屏障是 _。 (3)受精作用过程中,防止多精
22、入卵的第一道屏障是_, 它发生在精子触及_的瞬间;防止多精入卵的第二道屏障是 _。 (4)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入_培养液 中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。 (4)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入_培养液 中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。 解析:(1)对于实验动物如小鼠、兔,以及家畜羊等,卵母细胞 的采集方法是用促性腺激素处理, 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。(2)体外受精在获能溶液 或专用的受精溶液中完成。(3)防止多精入卵的第一道屏障是透明带 反应,它发生在精子触及卵细胞膜的瞬间 ; 防止多精入卵的第
23、二道屏 障是卵细胞膜反应。(4)体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中 继续培养。 解析:(1)对于实验动物如小鼠、兔,以及家畜羊等,卵母细胞 的采集方法是用促性腺激素处理, 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。(2)体外受精在获能溶液 或专用的受精溶液中完成。(3)防止多精入卵的第一道屏障是透明带 反应,它发生在精子触及卵细胞膜的瞬间 ; 防止多精入卵的第二道屏 障是卵细胞膜反应。(4)体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中 继续培养。 答案:(1)促性腺 输卵管 可以 (2)获能 (3)透明带反应 卵细胞膜 卵细胞膜反应 (4)发育 答案:(1)促性腺
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