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体外受精和早期胚胎培养
一、学习目标
1.了解体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
2.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
3.掌握胚胎早期培养的目的和方法。
二、重点难点
重点：
（1）了解体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
（2）简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
难点：
（1）卵母细胞的采集和培养。
（2）精子的采集和获能。
（3）胚胎的早期培养的目的和方法。
三、学习过程
【自主预习】
（一）试管动物技术
1.试管动物技术是指：通过___________使卵子和精子在___________成熟和受精，并通过培养发育为___________后，再经移植产生后代的技术。
2.这项技术的前期工作包括___________和___________。
（二）体外受精
1.哺乳动物的体外受精主要包括___________、___________和___________等主要步骤。
2.卵母细胞的采集和培养
（1）对于实验动物如小鼠、兔、猪、羊，常采用___________处理，使其排出更多的___________，然后从___________中冲取卵子。
（2）对于大型动物或大家畜，如牛，一般从已屠宰母畜的___________中采取，或借助于超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物的___________中吸取卵母细胞。
（3）从___________中冲取的卵子，可直接与获能的精子在体外受精；从___________中采取的卵母细胞，需要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
3.精子的采集和获能
（1）收集精子的方法
①假阴道法：大家畜或大型动物。
②___________：体型较小，易于控制的。
③___________：野生动物或经济动物。
（2）精子体外获能的方法
①培养法：对于___________、家兔及___________等动物的精子，采用将精子放入人工配制的___________中使其获能。
②化学诱导法：对于___________等家畜的精子，可采用将精子放在一定浓度的___________或钙离子载体A23187溶液中，用___________诱导精子获能。
4.受精：___________和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在___________或___________中完成受精。
（三）胚胎的早期培养
1.哺乳动物胚胎的培养液成分：___________、___________、___________、___________、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及___________等物质。
2.胚胎早期培养的目的 ：（1）精子和卵细胞在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查________和___________。
（2）当胚胎发育到适宜的阶段进行___________或___________。
3.胚胎移植的时间
（1）牛、羊一般在___________或___________进行移植。
（2）人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在___________阶段移植。
【课内探究】
阅读教材P69第一、二、三自然段，思考以下问题：
1.试管动物的概念要点有哪些？
2.以试管婴儿和试管牛为例说明培育试管动物有何重大意义？
阅读教材P69“体外受精”部分，思考以下问题：
3.从卵巢中采集的卵母细胞能直接与获能的精子受精吗？从输卵管中冲取的卵子呢？
4.精子采集以后，如果没有及时用于受精将如何保存？
5.结合教材中图3-14，简单绘制“哺乳动物体外受精示意图”：
6.比较动物细胞培养和动物胚胎培养液成分的异同。
比较项 培养液成分 其他条件
不同 相同
胚胎的培养液 培养液成分 ?________、
激素 ?________、核苷酸、?________、氨基酸、血清 适宜的酸碱度、渗透压、温度、二氧化碳以及严格?________条件
动物细胞培养液
糖、微量
元素、血浆

7.绘制牛体外受精胚胎工厂化生产流程图
8.一对夫妇婚后多年无子，经检查原因是女方输卵管不通，其他都正常。请你结合本节知识，为他们设计一个方案，解决无子难题。
四、自主练习
1.对家畜进行卵母细胞采集时，可先用（???? ）处理
A.促性腺激素 B.促性腺激素释放激素???
C.肝素 D.性激素
2.在体外受精前，要对精子进行（ ）
A.纯化处理 B.获能处理
C.电刺激 D.超声波处理
3.发展试管动物技术具有重要意义，下列相关叙述中错误的是（ ）
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
4.体外受精常用的采卵方法有（　　）
①用促性腺激素处理后，从输卵管中冲取卵子 ②化学诱导法
③电刺激法 ④从活体动物卵巢中吸取卵母细胞
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
5.试管牛所采用的技术是（　　）
①胚胎移植　②基因工程　③细胞工程　④体外受精 ⑤克隆技术
A.①④ B.②④
C.①③ D.①⑤
6.哺乳动物体外受精的过程是（　　）
①卵母细胞的采集　②精子的采集 ③卵母细胞的人工培养　④精子的获能处理
⑤精子与成熟的卵子在受精溶液中共同培养 ⑥用CaCl2处理精子
⑦用一定浓度的肝素溶液处理卵母细胞 ⑧体外受精　⑨受精卵培养
7.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。以下说法不正确的是（　　）
A.卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B.动物排出的卵子成熟程度不同
C.体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟
D.冲出的卵子由小变大还需要培养一段时间
8.胚胎工程技术包含的内容有（　　）
①胚胎移植　②核移植　③胚胎分割　④体外受精
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
9.早期胚胎体外培养的过程中，下列哪一项条件是不需要的（　　）
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
10.下列关于早期胚胎培养的说法，不正确的是（　　）
A.发育培养液的成分通常含有血清
B.发育培养液的成分较一般动物细胞培养液的成分简单
C.动物种类不同，进行胚胎移植的早期胚胎所处阶段不同
D.进行胚胎移植之前，可将培养到适宜时期的早期胚胎进行保存
11.下列成分肯定不属于哺乳动物发育培养液成分的是（　　）
A.维生素 B.生长素
C.氨基酸 D.血清
12.下列说法正确的是（　　）
A.试管牛是无性繁殖的产物
B.试管苗是有性生殖的产物
C.克隆牛是无性生殖的产物
D.转基因牛是有性繁殖的产物
13.下列对“试管婴儿”和克隆动物培育过程的叙述中，正确的是（　　）
①“试管婴儿”的产生是有性生殖
②克隆动物的产生是无性生殖
③“试管婴儿”是辅助生殖的技术
④克隆动物培育可以用雄性动物的体细胞核进行克隆
A.①②③ B.①②④
C.③④ D.①②③④
14.下列有关动物胚胎早期培养的说法正确的是（　　）
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可以是桑椹胚阶段，此时的细胞具有全能性
15.下列关于屠宰场和“胚胎工厂”合建的说法正确的是（　　）
①可为屠宰场提供优质肉牛　②有利于生产大量的胚胎和胚胎工程所需要的原材料　③不够卫生，不能合建 ④从屠宰场废弃的卵巢中可直接获取卵细胞
A.①②④ B.②④
C.①② D.③
16.下列关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述正确的是（??? ）
A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
D.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行
17.胚胎早期培养需要用液体培养基，此培养液成分是（　　）
A.水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等
B.蔗糖、水、无机盐、激素、维生素等
C.水、无机盐、蔗糖、氨基酸、核苷酸、血清等
D.水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉等
18.以下是制定并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术流程，其中正确的顺序应是（　）
①卵母细胞的采集和培养　②精子的采集和获能 ③画出“试管牛”工厂化生产技术流程图　④受精　⑤胚胎的早期培养
A.①②③④⑤ B.①②④⑤③
C.①②④③⑤ D.①②⑤④③
19. 控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如，牛的含X染色体的精子的DNA含量比含Y染色体的精子的DNA含量高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛（如下图所示）。
根据以上信息回答下列相关问题：
（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，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。
（2）图中过程①采集精子时，常采用________法，获得的精子经___________________诱导后才能受精。
（3）图中过程③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________反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。
20.下图是通过体外受精培育某良种牛后代的过程，据图回答下列问题。
（1）①的目的是使母牛多排卵，所用的方法是用_________处理，从__________中采集卵子。
（2）②是__________过程，因此这是__________生殖方式，其常见的可遗传的变异类型有_______________________________________________。
（3）③过程是_______________________________________________________。
（4）④过程是____________，移植的胚胎是在____________________________阶段。
21.下图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题。
（1）克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是________技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区别为前者是____________，后者是____________。
（2）一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理。
（3）受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及____________等物质。
（4）如果培育转基因荷斯坦奶牛，可采用________技术将药用蛋白基因导入到________中，在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，常采用的方法是________________技术，根据是否显示出杂交带进行鉴定。
22.下图是通过体外受精培育小鼠的过程图，请据图回答下列问题。
（1）①所用的方法是用____________处理，从________采集卵子。
（2）②是________过程，因此小鼠的生殖方式是________生殖，其常见的可遗传的变异类型有_______________________________________________。
（3）③过程是________________________，其培养液成分与动物细胞培养液成分的不同之处在于前者含有____________________而后者不含有，后者含有_____________。
（4）④过程是________，移植的胚胎是在____________。
参考答案
【自主预习】
（一）1.人工操作 体外条件 早期胚胎
2.体外受精 早期胚胎的培养
（二）1.卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能 受精
2.（1）促性腺激素 卵子 输卵管
（2）卵巢 卵巢
（3）输卵管 卵巢
3.（1）②手握法 ③电刺激法
（2）①啮齿动物 猪 获能液 ②牛、羊 肝素 化学药物
4.获能的精子 获能溶液 专用收集受精溶液
（三）1.无机盐 有机盐 维生素 激素 血清
2.（1）受精状况 受精卵的发育能力
（2）受体移植 冷冻保存
3.（1）桑椹胚阶段 囊胚阶段
（2）8～16个细胞
【课内探究】
1.试管动物的概念要点为：体外受精、培养成早期胚胎和胚胎移植。
2.试管婴儿的培育成功可以解决一些家庭因为不孕不育而没有孩子的问题。孩子是维系一个家庭的最重要的纽带，家庭是构成社会的基本单元，维护家庭的稳定对维护社会的稳定具有重要的意义。
试管牛的培育成功主要意义是使优良动物家畜的繁殖速度大大加快，对畜牧业发展有重要意义。
3.卵巢中卵子不成熟，不能直接与获能精子在体外受精，需要培养到减数第二次分裂中期时才具有受精能力；卵子排出到输卵管中以后，卵子经过了进一步的生长发育，相比刚排卵时已经成熟了，可以与获能精子受精，当然，受精之前需要做一定的检查。
4.精子采集以后如果没有及时使用，需要做冷冻保存，一般是在液氮中保存。在应用时需要先解冻。
5.
6.
比较项 培养液成分 其他条件
不同 相同
胚胎的培养液 培养液成分 ? 有机盐、
激素 ?无机盐、核苷酸、?维生素、氨基酸、血清 适宜的酸碱度、渗透压、温度、二氧化碳以及严格?无菌条件
动物细胞培养液
糖、微量
元素、血浆

7.
8.提示：取女方卵子，体外模拟体内环境下成熟；取男方精子，体外模拟体内环境下获能，让精子和卵子结合受精，培养胚胎发育到8～16个细胞，植入女方子宫发育成胎儿。（方案合理即可）
自主练习
1.A 2.B 3.D 4.D 5.A 6.B 7.D 8.C 9.C 10.B 11.B 12. C 13.D 14.C 15.B 16.C 17.A 18.B
19.（1）成熟
（2）假阴道　化学药物（一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液）
（3）体外受精　获能　顶体
20.（1）促性腺激素　输卵管
（2）受精　有性　基因突变、基因重组、染色体变异
（3）体外早期胚胎的培养
（4）胚胎移植　桑椹胚或囊胚
21.（1）核移植　无性生殖　有性生殖　
（2）促性腺
（3）动物血清　
（4）显微注射　受精卵　DNA分子杂交
22.（1）促性腺???? 输卵管
（2）受精???? 有性????? 基因突变、基因重组、染色体变异
（3）体外早期胚胎的培养?????有机盐、维生素、激素、核苷酸????? 微量元素、糖、促生长因子、血浆
（4）胚胎移植???? 桑椹胚或囊胚阶段

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