体外受精和早期胚胎培养方式.docx

3.2体外受精和早期胚胎培养学习目标L说出卵母细胞、精子的采集和培养方法。2.简述体外受精技术的主要操作步骤。3.概述动物早期胚胎培养的方法。核心素养1.科学思维：尝试绘制体外受精和早期胚胎培养的流程简图，加深理解和记忆。2.社会责任：主动了解并关注胚胎工厂化生产的开展。一、试管动物技术与体外受精基础梳理夯实教材基础J1 .试管动物技术概念：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。目的：实现良种动物的快速大量繁殖。技术手段：首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。2 .体外受精基本步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。(2)卵母细胞的采集和培养解析精子和卵子一般在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程；哺乳动物胚胎培 养液的成分一般比拟复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、 核甘酸等营养成分，以及血清等物质，没有蔗糖；不同动物胚胎移植的时间不同。采集方 法适用范 围采集过程采集后的操作举例输卵管 冲取法实验动 物以及 家畜利用促性腺激素促使雌，性动 物排出更多的卵子，从输卵 萱中冲取卵子可直接与获熊的精子在体 外殳宿f猪 阴、等 小兔羊宰卵采 屠畜内 已母巢集大型动 物或大 家畜从已屠宰的雌性动物体内摘 取卵巢，再从卵巢中采集卵 母细胞采集后的卵母细胞都要在 体外经过人工培养成熟 后，才能与获能的精子受 精牛7 .胚胎的早期培养过程中，以下条件不是必需的是（）A.消毒灭菌B.适宜的温度C.充足的光照D.适宜的营养物质和激素答案C解析胚胎的早期培养属于动物细胞培养的范畴。动物细胞培养必须在无菌条件下进行。在细胞分裂过程中，需要适宜的温度以及一定的营养物质和激素，不需要光照。题组三试管动物的培育.以下图是试管婴儿培育过程的示意图。有关表达不正确的选项是（）1111早期胚胎成丁丁儿IA.过程中可通过注射促性腺激素增加排卵数量8 .过程与细胞膜的流动性有关C.过程的培养液中应该添加血清D.过程要到桑根胚或囊胚阶段才能进行答案D解析过程涉及细胞膜的融合，与细胞膜的流动性有关。过程为胚胎移植，不同动物胚胎移植的时间不同，人的体外受精胚胎可在816个细胞阶段移植。9 .以下关于屠宰场和“胚胎工厂”合建的说法中，正确的选项是（）可为屠宰场提供优质肉牛有利于生产大量的胚胎和胚胎工程所需要的原材料 不够卫生，不能合建从屠宰场废弃的卵巢中可直接获取卵母细胞A.B.C.D.答案B解析在现代化的工业生产中，为了更好地进行战略合作与资源利用，往往会进行集团 化的生产。屠宰场和“胚胎工厂”的合建，为从刚屠宰母畜的卵巢中直接采集卵母细胞提 供了方便，有利于生产大量的胚胎和胚胎工程所需要的原材料。10 .以下关于牛体外受精胚胎工厂化生产的表达正确的选项是（）A.目前牛的体外受精技术水平最低B.获取的精子可直接进行体外受精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以移植D.体外受精胚胎的工厂化生产中，胚胎发育和受精过程都需在体外进行答案C解析目前以牛的体外受精技术水平最高；获取的精子经获能后才能进行体外受精；受 精过程和早期胚胎发育在体外进行，胚胎发育的中后期在母体子宫中进行；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。11 .在试管牛的生产过程中，以下不是必需操作的是（）A.卵母细胞的采集和培养B.受精卵中导入抗病毒基因C.精子的采集和获能D.胚胎的早期培养和移植答案B解析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；具体包括体外受精、早期胚胎的培 养和胚胎移植等技术；体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的采集和获能及受精等 几个主要步骤；试管牛的生产中不需要在受精卵中导入抗病毒基因。12 .以下关于体外受精技术（试管婴儿技术）的表达，不正确的选项是（）A.收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等B.卵母细胞的采集往往需要进行超数排卵处理C.体外受精作用要模拟体内受精所需要的环境条件D.体外受精后获得的受精卵需要立即移入母体子宫进行妊娠，以保证成活率答案D解析 为了获得更多的卵子，通常给雌性动物注射促性腺激素，进行超数排卵处理。体 外受精所需的获能溶液或专用的受精溶液，其成分的添加，主要模拟了体内受精所需要 的环境条件。体外受精获得的受精卵需要在体外培养到一定阶段才能进行胚胎移植。综合强化.分析图示，回答以下问题：蛙卵受精后经过23h,就开始进行卵裂，卵裂时细胞分裂方式为，细胞的数量，但 胚胎总体积。（2）哺乳动物的体外受精主要包括、及等几个主要步骤。图中受精卵B的形成（填“是”或 “否”）需要上述人工操作，其原因是。（3）重组细胞A发育成蝌蚪时要经历的阶段有答案（1）有丝分裂增加不增加或略有缩小（2）卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能受精否 自然状态下蛙类是在水中完成受精作用的（3）卵裂期、桑根胚期、囊胚期、原肠胚期、组织器官形成期等解析（1）卵裂的实质是受精卵进行的有丝分裂过程，随着分裂次数的增加，细胞数目 增加，但每个细胞的质量、体积都在减小，因此胚胎总体积不变或略有减小。（2）哺乳 动物体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等。而蛙受精 卵的形成不需要人工操作，因为蛙类是在水中完成受精作用的。（3）重组细胞A发育成 蝌蚪与哺乳动物一样要经历卵裂期、桑根胚期、囊胚期、原肠胚期、组织器官形成期等。 14 .如图是通过体外受精培育小鼠的过程图，请据图回答以下问题：母体所用的方法是用处理，从中采集卵子。（2）是过程，因此小鼠的生殖方式是生殖，其常见的可遗传变异类型有。（3）过程是，其培养液成分有。答案（1）促性腺激素输卵管（2）受精作用有性基因突变、基因重组和染色体变异（3）早期胚胎培养无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核昔酸以及血清等解析 采集小鼠的卵母细胞常用促性腺激素处理雌鼠，使其超数排卵，从输卵管中冲取 卵子，然后可直接与获能的精子在体外受精。试管鼠的培育属于有性生殖，在有性生殖 过程中可发生基因重组、基因突变和染色体变异。15.控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前，别离精子技术是有效的性别控制方法。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别离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试 管牛（如以下图所示）。根据以上信息回答以下相关问题:受精卵一受楮如一公牛母牛卵细胞过程工特，含Y染色体的精f /，殊别离出,i嘱'含X染色体的精干过程I卵细袍/（1）试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下和受精，受精卵通过 培养发育为早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。（2）图中过程通常采用技术，在这个过程中的精子与卵子相遇时，首先发生反响释放出 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响有。（3）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（只需写知名称或简要原理）：、。答 案（1）成熟（2）体外受精获能顶体透明带反响和卵细胞膜反响（3）DNA分子杂交技术（利用基因探针鉴定）分析胚胎细胞的染色体组型解析（1）人工采集的卵子与精子不能直接受精，精子要经过获能处理，卵子要再培养 发育到减数第二次分裂中期才可受精。（2）精卵结合时，首先发生顶体反响放出有关的 酶，直接溶解卵丘细胞之间的物质，便于精子进入，同时通过透明带反响和卵细胞膜反 应防止其他精子再进入。（3）鉴定胚胎性别的方法包括DNA分子杂交技术，即运用丫染 色体上的基因制成探针检测丫染色体的存在，也可分析胚胎细胞的染色体组型。活体采 卵借助超声波探测仪、内窥镜 或腹腔镜等仪器，直接从活 体动物卵巢中吸取卵母细胞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）。2精子体外获能的方法受精：获能的精子和培养成熟的卵子 中完成受精过程，如下图：卵鬼博TM 日期卵， 丽吗 体外受精气受精卵培养关,一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液r* 3孀髓北舞 中精子商心处理<M 1期卵3精子就能处理於能精子/0X爹受精：获能的精子和培养成熟的卵子 中完成受精过程，如下图：卵鬼博TM 日期卵， 丽吗 体外受精气受精卵培养关,一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液r* 3孀髓北舞 中精子商心处理<M 1期卵3精子就能处理於能精子/0X爹易混辨析比拟自然受精、人工授精和体外受精的异同点方法操作过程适用动物培养法将精子放入人工配制的获能液中使其获能啮齿动物、家兔及 猪等动物化学诱 导法将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液 中，用化学药物诱导精子获能牛、羊等家畜工程自然受精人工授精体外受精不同点过程不同雌雄动物交配完成用人工的方法将公 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 完成受精过程场所雌性动物输卵管中雌性动物输卵管中体外培养液中不同相同点精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；都是有性生殖学以致用链接典例拓展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CaCb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B解析体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能处理、受精三个阶 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。CaCk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。2 .以下关于体外受精技术的说法中，错误的选项是（）A.体外受精技术操作前需对精子进行获能处理B.体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的C.体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术D.体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制答案B解析体外受精时，精子是成熟的，而采集的卵（母）细胞成熟程度不同，但都要进行培 养，使之发育到次级卵母细胞阶段才可进行体外受精。【拓展提升】体外受精技术的两个注意点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 化道的消化作用而使其失去原有的效用。(2)精子获能前应离心处理：精液由精子和精清两局部组成。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。精子获能前进行离心处 理，目的是除去精清以利于精子获能。二、胚胎的早期培养r基础梳理夯实教材基础j.培养液的成分盐类：无机盐和有机盐类尸辛、7fc营养物质：氨基酸、核甘酸培养液调节物质：维生素、激素、特有物质：血遁【巧记】可简记为“两盐、两酸、两素、一清”。1 .胚胎早期培养的目的精子和卵子在体外受精后，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。2 .胚胎去向当胚胎发育到适宜的阶段时可进行受体移植或冷冻保存。3 .胚胎移植的时间不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到桑根胚阶段或囊胚阶段才进行移植 ，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。【归纳总结】试管牛工厂化生产的技术流程(1)目的：实现良种牛的快速、大量繁殖。所用技术：体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。学以致用链接典例拓展3,培育“试管山羊”的基本过程如以下图所示，假设要培育成功，以下表达正确的选项是（）A.甲过程中可通过给母山羊注射促性腺激素使其超数排卵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.丙过程中的细胞分裂方式为有丝分裂，从原肠胚阶段开始出现细胞分化答案A解析 甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超 数排卵；乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用；受精是在获能溶液或 专用的受精溶液中进行，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行；胚胎发育过程中的细 胞分裂方式均为有丝分裂，从囊胚阶段开始出现细胞分化。【科学思维】列表比拟几种培养液（基）的成分用途成分植物组织培养基大量兀素、微量兀素、植物激素（生长素、细胞分裂素等）、蔗 糖、维生素等精子获能培养液人工配制的获能溶液；一定浓度的肝素或钙离子载体A23187 溶液动物细胞培养液糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子、血清、血浆等早期胚胎培养液无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核甘酸、血清等4.(2019检）以下图所示为绵羊的两种生殖过程（c为乳腺细胞），以下相关表达错误的选项是（）个体1个体2A.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.获得个体1为有性生殖，获得个体2为无性生殖D.个体1、2的形成过程均会发生细胞的分裂、分化、衰老和凋亡 答案B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；获得个体1是有性生殖，个体 2是克隆羊，为无性生殖；个体1、2的形成过程都会发生细胞分裂、分化、衰老和凋 亡。生命观念】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)遗传物质的来源不同：试管动物来源于双亲，克隆动物主要来源于供核一方。生殖方式不同：试管动物为有性生殖，克隆动物为无性生殖。学习小结体外 受精 和早 期胚 胎培试管动物技术：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卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能受精：获能的精子和培养 成熟的卵子发生作用'培养液的成分：无机盐、有机盐、 早期胚I维生素、激索、氨基酸、核甘酸、 胎培养I血清等物质'胚胎去向：向受体移植、冷冻保存随堂演练知识落实.判断正误：(1)试管牛是在试管内完成整个胚胎发育的()(2)体外受精培养的胚胎并非全部都适合作为移植的材料，需进行筛选()(3)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精()(4)精子与卵子的体外受精必须在特定的受精溶液或获能溶液中进行()(5)不同动物胚胎移植时间相同()答案(l)x (2)4 (3)x (4)d (5)x1 .在生物学上试管婴儿技术属于()A.有性生殖、体外受精B.无性生殖、体内发育C.有性生殖、体内受精D.无性生殖、体外发育答案A解析试管婴儿技术是精子和卵细胞在体外培养条件下受精，属于有性生殖。2 .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以下图所示，相关表达不正确的选项是()A.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.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，以检查受精情况 和受精卵的发育能力答案A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；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，以检查受精情况和受精卵的发育能 力，故D正确。4 .(2019 西安模拟)开展试管动物技术具有重要意义，以下有关表达错误的选项是()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D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大量胚胎，然后 将这些胚胎移植到普通个体子宫内发育，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。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.从屠宰后的雌鼠卵巢中采集(4)请用一个流程图表示体外受精过程。答案(1)卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(2)培养法化学诱导法(3)A (4)如图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。课时对点练对点训练题组一体外受精.可以与获能精子进行体外受精的卵母细胞需要培养到什么时期()A.M I期B.MII中期C.桑根胚期D.囊胚期答案B解析 培养到Mil中期的次级卵母细胞才具备受精能力。1 .从家兔体内获取的精子不能与卵子在体外直接受精，需要对精子进行获能处理。一般 宜采用的方法是()A.用化学药物诱导精子获能B.将精子放入一定浓度的肝素溶液中获能培养C.将精子放入人工配制的获能液中培养获能D.采用电刺激法获能答案C解析通常采用的精子体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。对于啮齿动物、家兔 和猪等动物的精子，一般采用培养法，即将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中, 培养一段时间后，精子就可获能。2 .以下关于卵母细胞采集的表达，不正确的选项是()A.有些动物在采集时要用促性腺激素处理8 .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D.采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精答案D解析卵子采集方法有两种：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人工培养成熟后才能与获能 的精子受精。4 .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表达正确的选项是（）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，会发生顶体反响，防止多精入卵答案A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；主要通过透明带反响和卵细胞膜反响两道屏 障防止多精入卵。题组二胚胎的早期培养.用于体外培养哺乳动物胚胎的培养液成分应含有（）无机盐有机盐激素蛋白质蔗糖维生素氨基酸核甘酸脂肪酸血清A.B.C.D.答案D解析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。哺乳动物胚胎的培养液成分包括无机盐、有机盐、维生素、 激素、氨基酸、核甘酸、动物血清等。6.以下有关体外受精和早期胚胎培养的说法，正确的选项是（）A.精子与卵子在发育培养液中完成受精B.培养液的成分一般包括无机盐、维生素、激素、氨基酸、蔗糖C.胚胎发育到一定阶段，可将其向受体移植或冷冻保存D.动物胚胎移植的时间都是桑根胚阶段，此时的细胞是全能细胞答案C