生物學(xué)案：課堂探究體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究點(diǎn)一體外受精的原理和操作步驟·問(wèn)題導(dǎo)引·越來(lái)越多的人選擇通過(guò)試管嬰兒授孕以解決不孕不育問(wèn)題，思考：（1）培育試管嬰兒的過(guò)程屬于有性生殖還是無(wú)性生殖？（2)嘗試解釋“試管嬰兒"名稱的由來(lái)。（3）簡(jiǎn)述體外受精的大致過(guò)程。提示：(1)屬于有性生殖。（2)由于形成試管嬰兒的受精過(guò)程和胚胎的早期發(fā)育過(guò)程在體外特定的儀器和器皿中進(jìn)行，因此,人們形象地把通過(guò)體外受精技術(shù)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(duì)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(dǎo)精子和卵子體外受精→篩選受精卵?！っ麕熅v·1．卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)采集方法培養(yǎng)適用動(dòng)物①可先用促性腺激素處理,使動(dòng)物排出更多的卵子,然后，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間從輸卵管中沖取卵子無(wú)需體外培養(yǎng)，直接與獲能的精子在體外受精小型動(dòng)物如小鼠、兔、豬等②從屠宰場(chǎng)已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞采集的卵母細(xì)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(dòng)物③直接從活體動(dòng)物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞，叫活體采卵。需借助超聲波探測(cè)儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具特別提醒做超數(shù)排卵時(shí)用的促性腺激素不能口服，因?yàn)榇傩韵偌に厥且环N多肽類物質(zhì)，口服后會(huì)被消化酶消化從而失去生理作用，達(dá)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(dòng)物假陰道法采用仿生學(xué)的方法,模仿發(fā)情雌性動(dòng)物陰道環(huán)境設(shè)計(jì)的裝置，它能夠滿足雄性動(dòng)物交配時(shí)對(duì)壓力、溫度和潤(rùn)滑度的要求，同時(shí)配有與采精動(dòng)物相適應(yīng)的活臺(tái)畜或假臺(tái)畜，借助假陰道收集精液大家畜或大型動(dòng)物手握法徒手或戴上乳膠手套，直接把握雄性動(dòng)物的陰莖，給予適當(dāng)?shù)膲毫痛碳ぃ涂梢鹕渚i、犬等體型較小,易于控制的家畜電刺激法將動(dòng)物麻醉后,用特制的電極伸入動(dòng)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(jì)動(dòng)物(2）精子的獲能。方法具體措施適用動(dòng)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(shí)間后，精子就可獲能?chē)X動(dòng)物、家兔和豬等化學(xué)誘導(dǎo)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(xué)藥物誘導(dǎo)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(xì)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^(guò)程。特別提醒體外受精是對(duì)體內(nèi)受精過(guò)程的模擬即體內(nèi)受精的有關(guān)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(xiàng)目人工授精體外受精概念人工授精技術(shù)是指用相應(yīng)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(guò)程體外受精是指哺乳動(dòng)物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過(guò)程的技術(shù)場(chǎng)所母畜的生殖道內(nèi)體外過(guò)程人工采精→檢查與儲(chǔ)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(chǎng)所受精卵的形成和胚胎發(fā)育場(chǎng)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(dòng)物和克隆動(dòng)物的比較比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物起點(diǎn)受精卵經(jīng)核移植后的重組細(xì)胞生物學(xué)原理或技術(shù)體外受精、胚胎移植核移植、胚胎移植生殖類型有性生殖無(wú)性生殖后代性狀的繼承特點(diǎn)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(shù)過(guò)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(duì)精子進(jìn)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(jìn)行移植D．試管家畜技術(shù)在操作過(guò)程上要嚴(yán)格無(wú)菌操作解析：在試管家畜技術(shù)過(guò)程中,所獲得的精子要受精，必須首先進(jìn)行獲能處理.答案:A探究點(diǎn)二胚胎的早期培養(yǎng)·問(wèn)題導(dǎo)引·試管牛的培育離不開(kāi)胚胎的早期培養(yǎng)。思考：（1)胚胎發(fā)育的起點(diǎn)是什么？（2）在胚胎的早期培養(yǎng)過(guò)程中，胚胎發(fā)育經(jīng)歷了哪些階段？（3)胚胎培養(yǎng)應(yīng)在相應(yīng)的培養(yǎng)液中進(jìn)行,你能推測(cè)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(diǎn)是受精卵。（2）在胚胎的早期培養(yǎng)過(guò)程中，胚胎發(fā)育經(jīng)歷了受精卵、2細(xì)胞期、4細(xì)胞期、8細(xì)胞期、桑椹胚、囊胚和原腸胚等幾個(gè)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(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽類、維生素、激素等?！っ麕熅v·1．概念受精后應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，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.2．目的（1）檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力;（2)促進(jìn)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(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所用培養(yǎng)液成分的比較項(xiàng)目動(dòng)物胚胎培養(yǎng)液動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液鹽類無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽、微量元素營(yíng)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(zhǎng)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(dòng)物細(xì)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(wú)機(jī)鹽和有機(jī)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(guān)于胚胎早期培養(yǎng)的說(shuō)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的成分完全相同C．動(dòng)物種類不同,進(jìn)行胚胎移植的早期胚胎所處階段不同D．進(jìn)行胚胎移植之前，可將培養(yǎng)到適宜時(shí)期的早期胚胎進(jìn)行保存解析：胚胎培養(yǎng)液的成分與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的成分不完全相同.不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)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(jìn)行移植,小鼠和家兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí),可將其取出向受體移植，或冷凍保存。答案：B典型方法對(duì)胚胎早期培養(yǎng)的理解，應(yīng)以明確胚胎早期培養(yǎng)的目的為切入點(diǎn)。變式訓(xùn)練