2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

1、 3.2體外受精和早期胚胎培養(yǎng)一、 教學(xué)要求簡(jiǎn)述胚胎工程的理論基礎(chǔ) A說(shuō)出獲取動(dòng)物胚胎的一般方法簡(jiǎn)述動(dòng)物早期胚胎培養(yǎng)的方法及基本原理二、 教材分析本節(jié)內(nèi)容與第一節(jié)體內(nèi)受精緊密聯(lián)系是第一節(jié)的延伸，學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容有助于幫助學(xué)生理解現(xiàn)代生物科技的發(fā)展與應(yīng)。在學(xué)習(xí)了體內(nèi)受精的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)在體外獲得胚胎的方法。本部分內(nèi)容重點(diǎn)講述哺乳動(dòng)物人工受精和早期胚胎培養(yǎng)的操作技術(shù)及原理人工受精包括：精液的采集與培養(yǎng)、卵母細(xì)胞的獲取與培養(yǎng)、體外受精等操作技術(shù)。這一塊可以聯(lián)系很多社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，容易激發(fā)學(xué)生興趣，如試管牛、試管嬰兒等。教學(xué)時(shí)。可以按照時(shí)間順序介紹胚胎工程技術(shù)的發(fā)展歷程。但對(duì)教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織既要注重國(guó)際上胚

2、胎工程的研究與進(jìn)展，也要關(guān)注我國(guó)胚胎工程研究的迅速發(fā)展和成果。既要突出胚胎工程對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的巨大影響。也要重視輔助生殖技術(shù)為那些不能生育的夫婦帶來(lái)的福音。同時(shí)胚胎工程應(yīng)用的學(xué)習(xí)又是在體外受精技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以，無(wú)論是從其內(nèi)容，還是從其所處的地位來(lái)看，本節(jié)教學(xué)內(nèi)容對(duì)理解整個(gè)胚胎工程內(nèi)容具有重要的作用。三、 教學(xué)設(shè)計(jì)建議這一塊內(nèi)容中，精液的采集和培養(yǎng)的內(nèi)容比較淺顯，可以組織學(xué)生閱讀。卵母細(xì)胞的獲取與培養(yǎng)的操作技術(shù)比較復(fù)雜，教學(xué)時(shí)可以提出一些啟發(fā)性問(wèn)題，例如，哺乳動(dòng)物每次發(fā)情時(shí)通常只能排出12個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞，怎樣促使母畜超數(shù)排卵呢?卵泡在卵巢內(nèi)發(fā)育成熟，我們能否準(zhǔn)確判斷卵泡是否成熟并將其取

3、出來(lái)?怎樣將排人輸卵管的次級(jí)卵母細(xì)胞收集起來(lái)呢?進(jìn)人子宮的次級(jí)卵母細(xì)胞是否可以利用?獲取的卵母細(xì)胞為什么需要體外培養(yǎng)?等等，讓學(xué)生帶著問(wèn)題閱讀課文和展開討論，然后師生共同進(jìn)行總結(jié)歸納體外受精有試管受精和顯微受精2種方法。教學(xué)時(shí)，前者注重引導(dǎo)學(xué)生弄清試管受精的過(guò)程，后者注重引導(dǎo)學(xué)生明確顯微受精過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)。胚胎體外培養(yǎng)是胚胎工程的核心技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)比組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)困難得多，目前僅對(duì)少數(shù)物種的早期胚胎培養(yǎng)取得顯著成就并有重大應(yīng)用價(jià)值，因此，這部分內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)，要注重引導(dǎo)學(xué)生討論人工創(chuàng)造一個(gè)適宜胚胎發(fā)育的體外培養(yǎng)環(huán)境應(yīng)該解決的主要問(wèn)題。四、 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)（一） 自主學(xué)習(xí)部分1、體外受精體外受

4、精的步驟：_,_,_. 卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)主要方法是用_處理試驗(yàn)動(dòng)物，使其排出更多卵子。2、精子的采集和獲能對(duì)精子進(jìn)行獲能處理的常用方法有 和 兩種：對(duì)嚙齒動(dòng)物、家兔和豬的動(dòng)物的精子，一般采用 ；對(duì)于牛、羊等家畜的精子常采用 ，即將精子放在一定濃度的 或 中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能。 獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都可以在 或?qū)Ｓ玫?中完成受精過(guò)程。精子和卵子一般要放在培養(yǎng)液小滴內(nèi)共同培養(yǎng)一段時(shí)間才能完成受精。胚胎的早期培養(yǎng)過(guò)程中培養(yǎng)液的成分有_思考：不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間相同嗎？試舉例說(shuō)明。（二）導(dǎo)學(xué)提綱師生交流討論:1、體外受精的原理、主要步驟是什么？2、胚胎的早期培養(yǎng)液成分有那

5、些？動(dòng)植物的培養(yǎng)液成分主要區(qū)別是什么？拓展聯(lián)系： 早期胚胎培養(yǎng)與 動(dòng)物細(xì)胞工程、基因工程的聯(lián)系（三）教學(xué)案例：1、試管嬰兒技術(shù) 試管嬰兒技術(shù)是胚胎移植技術(shù)在人類生殖醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)解決了人類某些夫妻的不育不孕問(wèn)題在優(yōu)生學(xué)上也有重要意義。這部分內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)在于使學(xué)生認(rèn)同胚胎工程技術(shù)造福于人類的價(jià)值教學(xué)時(shí)重視為學(xué)生提供相應(yīng)的閱讀資料。自學(xué)這些資料不僅能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。而且能夠領(lǐng)悟到試管嬰兒技術(shù)為那些不能生育的夫婦帶來(lái)的福音。有關(guān)試管嬰兒技術(shù)的閱讀資料如下：資料1：1978年7月25日。世界上第1個(gè)試管嬰兒路易斯一布朗誕生于英國(guó)倫敦奧德海姆中心醫(yī)院。布朗夫人的輸卵管有缺陷而不能懷孕。婦產(chǎn)科專

6、家帕特里克斯特普托和胚胎學(xué)家羅伯特埃德華茲將布朗夫婦的精子和卵細(xì)胞在體外受精，然后將胚胎植人布朗夫人的子宮內(nèi)。試管嬰兒無(wú)疑成為人類生殖醫(yī)學(xué)史上劃時(shí)代的里程碑，被認(rèn)為是繼心臟移植成功后又一醫(yī)學(xué)上的奇跡。2006年，28歲的路易絲布朗成功生下一名嬰兒，但沒有借助試管受精技術(shù)，從而打消醫(yī)學(xué)界某些人對(duì)試管嬰兒能否正常生育的擔(dān)心。資料2：1988年3月，中國(guó)大陸第1例試管嬰兒誕生于北京大學(xué)附屬第三醫(yī)院，其父母為了感謝中國(guó)第1例試管嬰兒的制造者產(chǎn)科專家張麗珠教授，給孩子起名為鄭萌珠。這是我國(guó)生殖醫(yī)學(xué)和生殖工程一個(gè)突破性成果，為更好地開展計(jì)劃生育和優(yōu)生學(xué)工作創(chuàng)造了條件。資料3：試管嬰兒技術(shù)的發(fā)展第1代試管嬰

7、兒技術(shù)：即體外受精一胚胎移植，通過(guò)促排卵治療，使卵巢產(chǎn)生多個(gè)成熟卵泡，將獲得的卵子、精子混合培養(yǎng)觀察受精結(jié)果，48h后將發(fā)育至48細(xì)胞的胚胎植入官腔。主要針對(duì)女性輸卵管堵塞、排卵障礙等因素而導(dǎo)致的不孕癥。第2代試管嬰兒技術(shù)：即卵子內(nèi)單精子直接注射，按常規(guī)獲得精子和卵子后，在顯微操作儀上直接將精子注入卵細(xì)胞漿內(nèi)。48h時(shí)后將發(fā)育至48細(xì)胞的胚胎植入宮腔，主要針對(duì)生精功能障礙、精子畸形等嚴(yán)重的男性不育癥。第3代試管嬰兒技術(shù)：即胚胎種植前遺傳學(xué)診斷，在第t代、第2代試管嬰兒技術(shù)基礎(chǔ)上，獲得48細(xì)胞的胚胎，然后顯微操作下進(jìn)行卵裂球活檢，取出一個(gè)細(xì)胞，經(jīng)聚合酶鏈反應(yīng)或熒光原位雜交等，進(jìn)行快速遺傳學(xué)診斷。

8、根據(jù)遺傳診斷結(jié)果，僅將無(wú)遺傳性疾患的胚胎注入子宮，從而獲得正常胎兒。避免了早、中期遺傳診斷及終止妊娠帶來(lái)的危險(xiǎn)性及身心創(chuàng)傷。適合于：?jiǎn)位蛳嚓P(guān)遺傳病、染色體病、性連鎖遺傳病及可能生育異?；純旱母唢L(fēng)險(xiǎn)人群等。第4代試管嬰兒技術(shù)：即卵漿置換技術(shù)。具體做法是通過(guò)顯微鏡技術(shù)將其卵子內(nèi)的卵漿同另一女性的健康卵漿置換，以增強(qiáng)卵子活力，提高試管嬰兒的成功率。置換后的卵細(xì)胞再同丈夫的精子在體外結(jié)合，形成受精卵后將胚胎移入女性體內(nèi)。主要適用于那些尚有排卵功能，但因身體不好或年齡較大而導(dǎo)致卵子質(zhì)量不高、活力差的女性。2、試管牛、試管羊，并提問(wèn)學(xué)生什么是“試管動(dòng)物技術(shù)”,提出試管動(dòng)物并不是整個(gè)個(gè)體發(fā)育都是在試管里進(jìn)

9、行的。讓學(xué)生了解我國(guó)牛品種的相關(guān)資料，并提出要解決這些問(wèn)題需要應(yīng)用哪些技術(shù)，從而引入動(dòng)物的體外受精技術(shù)和早期胚胎的培養(yǎng)。（四）教學(xué)過(guò)程考點(diǎn)一：胚胎工程的概念及技術(shù)手段對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)?？键c(diǎn)二：體外受精屬有性生殖過(guò)程：a卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng) 對(duì)體型小的動(dòng)物用 促性腺激素 處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對(duì)體型大的動(dòng)物從卵巢中采集卵母細(xì)胞（要在體外培養(yǎng)成熟） b精子的采集 （假陰道法、手握法和電刺激法）和獲能 對(duì)嚙齒動(dòng)物、兔、豬等的精子用培養(yǎng)法（放入人工配制的獲能液中）；對(duì)牛、羊等精子用化學(xué)誘導(dǎo)法（放在肝

10、素或鈣離子載體溶液中）c 人工受精考點(diǎn)三：胚胎的早期培養(yǎng)：a培養(yǎng)液成分：無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等；b當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。（五）當(dāng)堂練習(xí)1關(guān)于牛體外受精及胚胎的工廠化生產(chǎn)的敘述正確的是A精子和卵細(xì)胞受精形成受精卵后即可移入母牛子宮B采集的卵母細(xì)胞應(yīng)立即與精子共同放入培養(yǎng)液才能形成受精卵C成熟的卵細(xì)胞與收集來(lái)的精子相遇形成受精卵，需培養(yǎng)到一定階段才可移植D體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)即胚胎發(fā)育和受精過(guò)程只需在體外進(jìn)行2下列關(guān)于卵細(xì)胞采集的敘述不正確的是 （ ）A有些動(dòng)物采集時(shí)要用促性腺激素處理B從輸卵管中取出的卵子，可直接與獲能的精子在

11、體外受精C對(duì)一些動(dòng)物可直接從活體卵巢中吸取母細(xì)胞D采集的卵母細(xì)胞，也可直接與獲能的精子在體外受精3(2011浙江卷，2)培育“試管山羊”的基本過(guò)程如下圖所示。若要培育成功，下列敘述正確的是()A甲過(guò)程中可通過(guò)給母山羊注射有關(guān)激素使其超數(shù)排卵B乙過(guò)程的目的之一是促進(jìn)卵母細(xì)胞和精子的成熟C丙過(guò)程與乙過(guò)程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液D丁過(guò)程中早期胚胎須移植到供體性狀相同的代孕母羊子宮內(nèi)4(2011江蘇卷，18)下列關(guān)于胚胎工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A體外受精是指獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精B受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進(jìn)行胚胎移植C早期胚胎培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清D試管嬰兒技術(shù)主

12、要包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)5(2011蘇州模擬)關(guān)于桑椹胚和囊胚的比較，以下說(shuō)法不正確的是()A桑椹胚的各細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能基本相同B囊胚期細(xì)胞出現(xiàn)了細(xì)胞分化，但遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變C囊胚期細(xì)胞分化是由遺傳物質(zhì)突變引起的D囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞差異不是復(fù)制水平上的差異，而是轉(zhuǎn)錄水平上的差異引起的6下面是以小鼠為對(duì)象進(jìn)行的研究工作，請(qǐng)分析回答問(wèn)題。(1)進(jìn)行小鼠胚胎工程操作時(shí)，首先在光控周期下(光照14 h，黑暗10 h)飼養(yǎng)成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是_。然后從雌鼠輸卵管中取出卵子，在一定條件下培養(yǎng)成熟；并從雄鼠附睪中取出精子，在一定條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，目的是_。再在37、5%CO2條件下，精卵共同作用4 h，沖洗后繼續(xù)培養(yǎng)。定時(shí)在顯微鏡下觀察胚胎的變化，第5天可以看到胚胎發(fā)生收縮，細(xì)胞間隙擴(kuò)大，接著胚胎內(nèi)部出現(xiàn)裂隙，這是胚胎_期開始的標(biāo)志。(2)如果體外受精后，在精核與卵核融合之前，用微型吸管吸除雄核，再用細(xì)胞松弛素B