下载文档原格式
09-10学年高明区纪念中学高二级生物科学案执笔：钟日文审核：备课组长签名：【学习目标】1.能简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2.能简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
3.认同体外受精在家畜快速繁殖中【重难点】1.体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
2.哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
【课前预习】阅读课本P，完成下列空格：69－73一、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，采用将精子放人人工配制的___________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。
早期胚胎培养的原理
早期胚胎培养的原理是为了模拟体内给予胚胎生长所需的适宜环境和养分，以促进其正常发育。
具体来说，培养基是一种含有适量有机营养物、无机盐和必需氨基酸等的液体或凝胶介质，能够提供胚胎细胞所需的养分和能量。
培养基的配方及组成可以因胚胎类型和实验目的而有所不同。
在早期胚胎培养过程中，温度、pH值、氧气浓度等环境因素
都需要维持稳定。
通常采用具有一定保温功能的培养箱或培养器来控制温度在适宜范围内，并通过加入合适的缓冲剂来调节培养基的pH值。
另外，一定的氧气浓度也是胚胎发育所必需的，因此通常会在培养器中控制适宜的氧气浓度及通气速率。
胚胎培养通常分为体外受精后的早期胚胎培养和体外授精（试管婴儿）前的全程培养。
早期胚胎培养通常从受精后第一天开始，将受精卵置于培养基中，并在一定温度下维持其正常发育。
全程培养则是指将精子和卵子在培养基中进行受精，然后将受精卵继续培养至移植阶段。
通过早期胚胎培养，可以为胚胎正常发育提供稳定的环境和养分，同时也为人工生殖技术的应用提供了基础和保障。
第2节体外受精和早期胚胎发育[重难点]重点：1.体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义2.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[知识精讲]教材梳理知识点一试管动物技术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。
注意：1.试管动物技术的生殖方式是有性生殖。
但要特别注意题目是怎样问的，如果是问试管动物，那么是有性生殖，如果是问克隆过程中的胚胎移植，那么是无性生殖。
2.试管动物技术涉及到的生物技术有体外受精和胚胎移植技术。
知识点二体外受精哺乳动物的体外受精主要包括：卵母细胞的采集、精子的获能和受精。
1.卵母细胞的采集和培养卵母细胞采集的方法和操作的要领：方法〔1〕：对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。
方法〔2〕：从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。
方法〔3〕：直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采卵。
需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。
后两种方法适用于大家畜和大动物。
采集的卵母细胞需在体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
2. 精子的获能〔1〕采集精子的方法及要求：采集精子的方法主要有假阴道法、手握法和电刺激法。
假阴道法是用特制的假阴道，满足雄性动物交配时对压力、温度和润滑度的要求。
同时要配备有与供精动物相适应的台畜，训练动物爬跨台畜，借假阴道收集精液。
手握法是通过徒手或戴乳胶手套的手，直接把握雄性动物阴茎，施以适当压力和刺激即可引起射精，并可收集富含精子部分的精液。
电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于腰荐部的射精中枢引起射精，此方法只适用于野生或某些经济动物。
此外，对于啮齿类的实验动物可在处死后从附睾尾收集精液。
人教版选修三 3.2 体外受精和早期胚胎培养情境导入知识目标:1、简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2、简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
能力目标:培养搜集资料信息的能力，讨论并制定试管牛工厂化生产的技术流程，达到所学知识的融会贯通情感态度价值观:结合“体内受精和胚胎发育”的已有知识储备，合理的推理和设计体外与胚胎培养的流程，从其发现理论与实践的结合点与差异，体会科学探索的差异，体会科学探索的艰巨性，掌握科学探究的一般方法教学重点:1、体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
2、哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
教学难点:1、卵母细胞的采集和培养。
2、精子的采集和获能。
★学情分析本节内容简单，学生通过阅读基本能明白。
另外，由于所讲内容技术性较强，与学生的生活相距较远，不易引起学习兴趣。
除此之外，学生通过报刊、电视等媒体对“试动物”、“借腹怀胎”、体外受精、胚胎移植等有关知识也有一定的了解。
这些都是学生学习本节的基础。
★教材分析:教学过程一定要根据学生的具体情况、教材的内容、教学的条件综合考虑进行。
本节教材是在哺乳动物体内受精和胚胎发育的理论基础上，着重简述哺乳动物体外受精和胚胎早期培养的技术方法。
本节内容简单，学生通过阅读基本能明白。
另外，由于所讲内容技术性较强，与学生的生活相距较远，不易引起学习兴趣，所以教师可采用探究式的学习方法，宜借助多媒体和网络，采用多种方法，让学生自主学习、合作学习，营造积极的学习氛围，达到知识、能力、情感的三维目标。
★教学建议:本节内容简单，学生通过阅读基本能明白。
另外，由于所讲内容技术性较强，与学生的生活相距较远，不易引起学习兴趣，所以教师可采用探究式的学习方法，以“试管牛”为例，创设出一种新的学；在教师的带领下，让学生以胚胎工程学家的身份出现，亲历其境地去思考和探究“体外受精和早期胚胎培养”的过程，领悟其探究的习情景兴趣、培养能力、获取知识的目的。
对具体的教学方法建议如下。
1 体外受精和早期胚胎培养 1、华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有（ ）。 ①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆 ⑤胚胎移植 A: ①③ B: ①④ C: ②⑤ D: ③⑤ 2、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 3、关于“克隆羊”、“试管羊”、“转基因羊”的说法合理的是( ) A. 它们是通过相同的生殖方式获得亲本的优良性状 B. 它们的遗传物质都只来自于一个亲本 C. 它们在形成过程中一般都有卵细胞的参与 D. 在培育过程中,都用到了动物细胞培养技术、核移植技术和胚胎移植技术 4、下列关于牛体外受精及胚胎工厂化生产的叙述中，正确的是（ ）。 A: 采集的卵母细胞应立即与精子共同培养才能受精 B: 冷冻的精子解冻后即可与成熟的卵子受精 C: 精子和卵细胞结合形成受精卵后应立即移入母牛子宫 D: 早期胚胎的培养通常需要加入血清 5、不同动物胚胎移植的时间不同，但一般不会在下列哪个时期移植？（ ） A: 卵裂期 B: 桑椹胚期 C: 囊胚期 D: 原肠胚期 试管婴儿、人工种子和克隆动物均属于生物工程的成果,下列叙述正确的是( ) A. 三者都用到细胞工程的技术 B. 三者都是在体外环境中完成的 C. 试管婴儿属于无性生殖范畴 D. 人工种子的胚状体是由受精卵发育而成的 6、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从活体动物卵巢吸取卵母细胞 A: ①② B: ②③ C: ③④ D: ①④ 7、如图表示通过体外受精培育试管牛的流程图,下列叙述错误的是( )
A. 获取的精子经获能后才能进行体外受精 B. (2)过程只与细胞膜的流动性有关 C. (3)过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂 D. (4)过程是胚胎移殖过程 8、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.关于体外受精技术叙述正确的是( ) 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 2
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,会发生顶体反应,精子穿越透明带进入放射冠 9、下列关于胚胎工程的叙述，错误的是（ ）。 A: 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B: 受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 C: 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D: 试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 10、下列关于高等哺乳动物胚胎工程的相关叙述,错误的是( ) A. 体外受精时对精子要进行获能的处理,卵母细胞也需要培养至减Ⅰ中期 B. 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液中通常都需要加入该种动物的血清 C. 受精作用和卵裂过程发生于输卵管,卵裂期细胞数量不断增多,胚胎体积不断增大 D. 试管动物和克隆动物都具有两亲本的遗传特性,前者属有性生殖,后者属无性生殖 11、请根据下图，回答有关体外受精和早期胚胎培养的问题：
（1）对于小鼠、兔、羊等实验动物，卵母细胞的采集方法是用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，从___________中冲取卵子，_________（可以/不可以）直接与获能的精子在体外受精。 （2）在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的方法有培养法和________________。 （3）获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在________________溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。 （4）受精作用过程中，防止多精子入卵的第一道屏障是________________，它发生在精子触及________________的瞬间；防止多精子入卵的第二道屏障是________________。 （5）精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入________________培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。 12、如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________。其常见的可遗传的变异类型有______________________________________。 (3)③过程是________________，移植胚胎的时期是在________________。 13、下图是用两种羊的细胞通过不同生物工程技术培育转基因羊的简单流程图，请分析回答： 3
（1）甲、乙两过程所用的卵母细胞均应培养到_____阶段。甲过程应在_____溶液中完成受精，乙过程通过显微操作应吸出卵母细胞中的细胞核和_____，并将体细胞的_____注入去核卵母细胞中。 （2）转基因羊分泌的乳汁要含人的生长激素，若需在短时间内获得较多的人的生长激素基因,通常采用______技术.为了使人的生长激素基因在羊的细胞中稳定存在并能够表达,在导入受精卵之前需要进行______________的构建，应将人的生长激素基因与羊乳腺细胞分泌蛋白基因的_____等调控组件结合，以利于人的生长激素基因在乳腺细胞中成功表达。. (3)将人生长激素基因导入受精卵的常用的方法是_________________,检验该基因是否导入受精卵的方法可运用_____________________． (4)受精卵或重组细胞通过细胞的分裂和________,形成早期胚胎. （5）受精卵和重组细胞通过_____分裂和细胞分化，形成早期胚胎。 （6）普通代孕母羊能成功孕育出良种转基因羊的原因主要是代孕母羊对移入子宫的供体胚胎基本上不发生_____，供体胚胎的_____在孕育过程中不受任何影响。 4
胚胎工程的应用和前景 1、下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（ ）。 A: 卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 B: 胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 C: 胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点 D: 胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取 2、下列关于胚胎工程的叙述错误的是( ) A. 受精时卵母细胞需发育到减数第二次分裂中期 B. 受精时防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞膜反应 C. 胚胎分割可选择囊胚,需要将内细胞团均等分割 D. 胚胎移植是胚胎工程最后一道程序,移植的胚胎必须选择在原肠胚之前 3、图中Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径,下列相关叙述不正确的是( ) A. 胚胎干细胞在体外培养的条件下,可以只增殖不发生分化 B. 图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎 C. 过程Ⅰ、Ⅱ获取早期胚胎的过程均属于有性生殖范畴 D. 过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化 4、下列现代生物技术成果的获得必须通过胚胎移植是( ) A. 转基因良种鸡 B. 重组酵母乙肝疫苗 C. 单克隆抗体 D. 试管婴儿 5、下列说法不正确的是( ) A. 胚胎工程技术包括胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术 B. 试管牛的培育过程属于克隆过程 C. 提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体叫“受体 D. 胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程 6、关于胚胎分割技术的说法,错误的是( ) A. 被分割的胚胎应该是发育良好的桑椹胚或囊胚 B. 可以对胚胎进行任意数目的等分,移植后均可正常发育 C. 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 D. 胚胎分割是进行动物克隆的方法之一 7、如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤.下列叙述正确的是( ) A. A所表示的细胞不一定是受精卵细胞 B. 图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 C. 应把(3)移植到处于发情状态的母牛的输卵管中 D. 图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术 8、下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( ) A. 对供体和受体使用激素进行同期发情处理 B. 要用激素对供体进行超数排卵处理 C. 供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应 D. 通过胚胎检查,发育到囊胚或桑椹胚才可移植 9、下列有关胚胎工程的叙述,正确的是( ) A. 胚胎移植时,通常需用激素处理受体,使之超数排卵 B. 胚胎干细胞培养时需要制备饲养层来抑制其分化同时促进其生长 C. 胚胎分割时,可采用酶处理原肠胚,从而将原肠胚细胞分散开 5
D. 培养不同时期胚胎的培养液所含的成分相同 10、科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路线如图. (1)由过程(1)获得的A为__________________.A常用__________ 法导入受体细胞. (2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是________________________________.受体应选用_____________期卵母细胞. (3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生__________,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能.胚胎移植时,一般选择发育良好的__________胚． (4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无数个转基因绵羊,这是因为______________________________． (5)由重组细胞到转基因绵羊的培养成功,体现了______________________________． 11、下图为培育转基因山羊生产人-酪蛋白的流程图。
请回答下列问题： （1）获取过程中①所用的人-酪蛋白基因时，可先提取人体细胞中的__________，以其作为模板，在__________的作用下合成__________。 （2）重组人-酪蛋白基因表达载体中必须有启动子，是__________识别和结合的部位。 （3）过程②可使用__________阶段的胚胎进行移植。 （4）过程③可使用__________技术扩大转基因山羊群体，除此之外，还可以采取的措施有 （答出一点即可）。 （5）过程④人-酪蛋白基因在细胞内表达的场所为__________。 人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下图： （1）htPA基因与载体用_____________切割后，通过DNA连接酶连接，以构成重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用_________________技术。 （2）为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性激素，使其___________，采集的精子需要经过_____，才具备受精能力。 （3）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是__________。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行__________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的___________。 （4）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到_____，说明目的基因成功表达。
