生物學案：課堂探究體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究點一體外受精的原理和操作步驟·問題導引·越來越多的人選擇通過試管嬰兒授孕以解決不孕不育問題，思考：（1）培育試管嬰兒的過程屬于有性生殖還是無性生殖？（2)嘗試解釋“試管嬰兒"名稱的由來。（3）簡述體外受精的大致過程。提示：(1)屬于有性生殖。（2)由于形成試管嬰兒的受精過程和胚胎的早期發(fā)育過程在體外特定的儀器和器皿中進行，因此,人們形象地把通過體外受精技術培育的嬰兒叫作試管嬰兒。(3）采集和保存精液、采集和保存卵子→對精子獲能處理、把卵子培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期→誘導精子和卵子體外受精→篩選受精卵。·名師精講·1．卵母細胞的采集和培養(yǎng)采集方法培養(yǎng)適用動物①可先用促性腺激素處理,使動物排出更多的卵子,然后，在適當?shù)臅r間從輸卵管中沖取卵子無需體外培養(yǎng)，直接與獲能的精子在體外受精小型動物如小鼠、兔、豬等②從屠宰場已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞采集的卵母細胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精大家畜或大型動物③直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞，叫活體采卵。需借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具特別提醒做超數(shù)排卵時用的促性腺激素不能口服，因為促性腺激素是一種多肽類物質(zhì)，口服后會被消化酶消化從而失去生理作用，達不到超數(shù)排卵的目的。2．精子的采集和獲能（1）精子的采集.方法具體措施適用動物假陰道法采用仿生學的方法,模仿發(fā)情雌性動物陰道環(huán)境設計的裝置，它能夠滿足雄性動物交配時對壓力、溫度和潤滑度的要求，同時配有與采精動物相適應的活臺畜或假臺畜，借助假陰道收集精液大家畜或大型動物手握法徒手或戴上乳膠手套，直接把握雄性動物的陰莖，給予適當?shù)膲毫痛碳?，就可引起射精豬、犬等體型較小,易于控制的家畜電刺激法將動物麻醉后,用特制的電極伸入動物的直腸，直接刺激位于腰薦部的射精中樞神經(jīng),引起射精野生或經(jīng)濟動物(2）精子的獲能。方法具體措施適用動物培養(yǎng)法將取自附睪的精子,放入人工配制的獲能溶液中，培養(yǎng)一段時間后，精子就可獲能嚙齒動物、家兔和豬等化學誘導法將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學藥物誘導精子獲能牛、羊等家畜3.受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子（減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞)，一般情況下都可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。特別提醒體外受精是對體內(nèi)受精過程的模擬即體內(nèi)受精的有關原理規(guī)律是體外受精依據(jù)的原理。4．人工授精和體外受精的區(qū)別比較項目人工授精體外受精概念人工授精技術是指用相應的器械采集公畜的精液，再將其注入正在發(fā)情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的過程體外受精是指哺乳動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術場所母畜的生殖道內(nèi)體外過程人工采精→檢查與儲存精液→人工授精（用人工的方法將精液注入正在發(fā)情的母畜生殖道中)胚胎發(fā)育場所受精卵的形成和胚胎發(fā)育場所在母畜體內(nèi)受精卵的形成和早期胚胎發(fā)育在體外，胚胎移植后的胚胎發(fā)育在母畜體內(nèi)5．試管動物和克隆動物的比較比較項目試管動物克隆動物起點受精卵經(jīng)核移植后的重組細胞生物學原理或技術體外受精、胚胎移植核移植、胚胎移植生殖類型有性生殖無性生殖后代性狀的繼承特點后代繼承提供遺傳物質(zhì)的雙親的特性幾乎全部性狀與提供核的親本一樣【例題1】在試管家畜技術過程中，操作不合理的是（）A．精子和卵子采集后可直接在試管內(nèi)受精B．在體外受精前,要對精子進行獲能處理C．牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段才進行移植D．試管家畜技術在操作過程上要嚴格無菌操作解析：在試管家畜技術過程中,所獲得的精子要受精，必須首先進行獲能處理.答案:A探究點二胚胎的早期培養(yǎng)·問題導引·試管牛的培育離不開胚胎的早期培養(yǎng)。思考：（1)胚胎發(fā)育的起點是什么？（2）在胚胎的早期培養(yǎng)過程中，胚胎發(fā)育經(jīng)歷了哪些階段？（3)胚胎培養(yǎng)應在相應的培養(yǎng)液中進行,你能推測出胚胎培養(yǎng)所需培養(yǎng)液至少含有的成分嗎？提示：（1）胚胎發(fā)育的起點是受精卵。（2）在胚胎的早期培養(yǎng)過程中，胚胎發(fā)育經(jīng)歷了受精卵、2細胞期、4細胞期、8細胞期、桑椹胚、囊胚和原腸胚等幾個階段。（3)胚胎培養(yǎng)所需培養(yǎng)液的成分，包括氨基酸、核苷酸、血清、無機鹽、有機鹽類、維生素、激素等。·名師精講·1．概念受精后應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存.2．目的（1）檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力;（2)促進受精卵的分裂和分化；（3)提高移植胚胎的成活率。3．培養(yǎng)液成分及其與進行動物細胞培養(yǎng)所用培養(yǎng)液成分的比較項目動物胚胎培養(yǎng)液動物細胞培養(yǎng)液鹽類無機鹽、有機鹽無機鹽、微量元素營養(yǎng)物質(zhì)氨基酸、核苷酸糖、氨基酸調(diào)節(jié)物質(zhì)維生素、激素促生長因子特有成分血清血清、血漿特別提醒①胚胎的早期培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液略有差別，主要原因是二者所依據(jù)的原理和培養(yǎng)目的有所不同。②早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分巧記為兩“鹽”、兩“素”和兩“酸”。兩“鹽”：無機鹽和有機鹽；兩“素”:維生素和激素；兩“酸”：氨基酸和核苷酸。另外還有水和血清等.【例題2】下列關于胚胎早期培養(yǎng)的說法，不正確的是(）A．胚胎培養(yǎng)液的成分通常含有血清B．胚胎培養(yǎng)液的成分與動物細胞培養(yǎng)液的成分完全相同C．動物種類不同,進行胚胎移植的早期胚胎所處階段不同D．進行胚胎移植之前，可將培養(yǎng)到適宜時期的早期胚胎進行保存解析：胚胎培養(yǎng)液的成分與動物細胞培養(yǎng)液的成分不完全相同.不同動物胚胎移植的時間不同，例如，牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚階段或囊胚階段才進行移植,小鼠和家兔等實驗動物可在更早的階段移植。培養(yǎng)中的胚胎發(fā)育到適宜階段時,可將其取出向受體移植，或冷凍保存。答案：B典型方法對胚胎早期培養(yǎng)的理解，應以明確胚胎早期培養(yǎng)的目的為切入點。變式訓練