3.2体外受精和早期胚胎培养
体外受精和早期胚胎培养
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。
体外受精和早期胚胎培养
胚胎发育阶段
受精卵经过卵裂期、桑椹胚期、囊胚 期和原肠胚期等阶段，最终发育成具 有内胚层、中胚层和外胚层的完整胚 胎。
了解胚胎发育的各个阶段有助于评估 胚胎的发育潜力和提高体外受精的成 功率。
在胚胎发育的不同阶段，对营养和生 长条件的需求也不同，因此需要选择 适当的培养液和调整培养条件以满足 其需求。
基因诊断
通过基因检测技术，可以诊断胚胎是 否存在遗传性疾病，为夫妇提供生育 健康后代的机会。
生殖科学研究
胚胎发育机制
体外受精和早期胚胎培养为生殖科学研究提供了实验模型，有助于深入了解胚 胎发育的机制和过程。
生殖医学研究
通过体外受精和胚胎培养技术，可以开展生殖医学相关研究，推动生殖健康领 域的科技进步。
挑战
尽管技术不断进步，但仍存在一些挑战，如胚胎发育不完全、成功率不稳定等问 题，需要进一步研究和探索。
社会影响与接受度
社会影响
体外受精和早期胚胎培养技术的发展 对社会产生深远影响，如改变生育观 念、减轻家庭负担等，同时也可能带 来一些社会问题，如代孕、胚胎买卖 等。
接受度
随着技术的普及和社会的进步，人们 对于体外受精和早期胚胎培养技术的 接受度逐渐提高，但仍存在一些观念 和文化上的障碍需要克服。
国际法规与政策
国际组织
国际合作
国际法
一些国际组织，如世界卫生组织（ WHO）和国际人类胚胎研究协会（ ISHRE）等，会制定一些指导原则和 政策建议，以指导各国在这一领域的 立法和实践。
由于体外受精和胚胎培养涉及到跨国 界的问题，因此国际合作在这一领域 非常重要。例如，不同国家的医疗机 构可能会进行合作，共享技术和经验 。
【高中生物】高中生物知识点：体外受精和早期胚胎培养
【高中生物】高中生物知识点：体外受精和早期胚胎培养体外受精与胚胎的早期培养：1、体外受精的原理：人工模拟体内环境（包括营养、温度、pH等），使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。
2、体外受精主要操作步骤（1）卵母细胞的采集和培养：方法一：对小型动物一般用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。
方法二：对大型动物是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精（或从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞）（2）精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。
采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。
获能方法：培养法和化学法。
（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
3、胚胎的早期培养：（1）培养目的：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
（2）培养液成分：除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。
（3）当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
不同动物胚胎移植的时间不同。
（牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植）。
知识拓展：1、早期胚胎是指可用于移植的胚胎，在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
2、受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床。
3、胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同，除无机盐、营养成分和调节物质外，还需要血清、抗生素等，两者都是液体培养基，但植物组织培养为固体培养基，其中加入琼脂，所需植物激素主要是生长素和细胞分裂素两大类。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
3.2《体外受精和早期胚胎培养》导学案含教学反思案例说课稿人教版高中生物选修三
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。
教学设计6：3.2 体外受精和早期胚胎培养
3.2 体外受精和早期胚胎培养一、教学目标确立依据（一）课程标准要求和解读1．课程标准要求简述胚胎工程的理论基础（了解）。
2．课程标准解读课程标准要求是“简述胚胎工程理论基础”，其中知识性目标行为动词“简述”为了解水平，即“能再认或回忆知识；识别或辨认事实、证据；举出例子；描述对象的基本特征”。
具体内容要求是“胚胎工程理论基础”。
该节内容的理论基础是体外受精和早期胚胎培养的技术方法。
体外受精时的精子和卵子必须满足一定的条件，所以“卵母细胞的采集和培养”及“精子的采集和获能”显得尤为重要，因此在授课中通过视频、图片的展示来了解“试管牛”生产的各个环节，让学生自主学习、合作学习，营造积极的学习氛围，完成知识、能力、情感的三维目标。
（二）教材分析1．内容分析本节课是选修三第三章第二节的内容，是学生在学习了体内受精和早期胚胎发育的基础上，进一步学习胚胎工程技术，着重简述哺乳动物体外受精及早期胚胎培养的技术方法。
体外受精在胚胎工程技术中应用的较多，是胚胎工程技术的基础。
胚胎工程与基因工程、细胞工程等现代生物科技联系密切，比如将基因表达载体导入受精卵中，在体外完成早期胚胎培养，然后移植到生物体内，是基因工程与胚胎工程的结合，卵母细胞在体外培养至成熟的过程，利用的细胞工程中的动物细胞培养技术，体现了胚胎工程与细胞工程的结合。
关于“试管婴儿”，存在着伦理道德方面的问题，因此与《生物技术的安全性和伦理问题》这个专题存在着一定的联系。
2．不同版本教材比较人教版与中图版相比，中图版此节内容较为简单，提到了体外受精和胚胎培养的意义，及其方法步骤的纲要。
对于不同动物卵母细胞采集和培养及精子的采集和获能的方法，以及早期胚胎培养的条件，胚胎移植的时间，中图版没有详细介绍。
考虑到学生对该节知识的全面了解，本节课重点介绍体外受精的具体操作并简单介绍胚胎早期培养。
3．重难点分析教学重点：（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。
高中生物选修3教案-第3章 胚胎工程
专题三3．1 体内受精和早期胚胎发育（共2课时）一、教材分析：本节是全专题的基础，理论性较强，学生会感到抽象和深奥，也不适宜过分探究。
但本专题又是社会热点，容易调动学习兴趣。
因此，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。
二、教学目标1．知识目标(1)简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。
(2)简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。
2．能力目标：快速阅读提高自学的能力，有助于理解精子获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念3．情感、态度和价值观目标：认同胚胎工程建立及发展的意义。
体会运用合作探究学习的成果，通过合作探究学习，在评价过程中发现自己，肯定自己，不断感受成功的喜悦。
三、教学重点和难点1.教学重点（1）哺乳动物精子和卵子的发生（2）哺乳动物的受精过程（3）哺乳动物的胚胎发育2.教学难点（1）哺乳动物受精过程中精子获能、顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。
（2）哺乳动物的胚胎发育各阶段的主要特点。
四、学情分析五、教学方法1．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习2．学案导学：见后面的学案。
六、课前准备1．学生的学习准备：完成学案预习部分。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：2课时八、教学过程第1课时(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一直想有一个亲生（携带他们遗传信息）的孩子，你能从理论上想一办法替他们完成这一愿望吗？学生观看关于“试管婴儿”的一个科学片。
教师：近年来通过科学技术人员的不懈努力，这方面的成就已是硕果累累。
书本59页的照片展示的就是胚胎移植处理后同时期出生的高产羊的小羔羊。
3.2体外受精和早期胚胎培养
电刺激法 野生或经济动物
2、精子细胞的采集和获能
b.体外受精需要哪些前处理？
（2）精子体外获能的方法： 培养法: 放入人工配制的获能液中 如：啮齿动物、家兔和猪等 化学诱 放在一定浓度的肝素或钙离子 导法: 载体A23187溶液中 如：牛、羊等
3.受精
获能的精子
和培养成熟的卵 子，一般情况下
在 获能溶液 或
集卵子？
采用的主要方法是给供体注射 促性腺激素，使其排出更 多的卵子，之后从 输卵管中冲取卵子，直接与获能的精 子在体外受精。（输卵管冲取法)
1.卵母细胞的采集和培养
c.对于大家畜或大型动物如何采集卵子？ 大家畜或大型动物，如牛，卵细胞的采集： 屠宰场已屠宰母畜的 卵巢中采集卵母细胞，
借助 超声波(B超)探测仪 、内窥镜 或 腹腔镜 等工
（2）在过程③中，当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应，
。过程⑥涉及的技
②人工授精
③胚胎移植
④核移植
下图是培育能产生凝血因子牛的过程示意图，回答相关问题：
（1）为能从良种母牛体内一次取得多枚卵子，可以采用 注射促性腺激素 的方法。据报道，这种技术已经被滥用于人类 生育中，从而出现许多人工“多胞胎”，这种技术带来的危害之 一是影响胎儿的健康发育、对孕妇的身体不利等 如透明带反应等，其意义是 术是 胚胎移植 。 防止多精入卵 。
体外早期胚胎的培养
胚胎移植
Байду номын сангаас
精子采集 精子体外获能
体内发育
二、体外受精
概念：采取雌性动物的卵细胞 和雄性动物的精子，使
其在试管中受精。
主要包括卵母细胞的采集 、精子的获取 和 受精 等几个主要步骤 。
思考：子代数目的多少取决于精子数还 是卵子数？
体外受精和早期胚胎培养
体外受精和早期胚胎培养什么是体外受精？体外受精，也称为试管受孕，是一种辅助生殖技术，通常用于治疗不育或生育困难的夫妇。
这种技术涉及将精子和卵子结合在实验室中，培育成胚胎，然后将胚胎植入母体内部。
在体外受精中，女性接受某种类型的生殖激素治疗，以刺激卵巢产生多个成熟卵子。
然后，医生使用一种称为卵巢刺激素的药物来取出成熟卵子，而不是等待它们排出体外。
接下来，医生将成熟的卵子与男性捐献的精子结合在一起，使其在实验室中受精。
经过一段时间的培育，科学家会将形成的多个胚胎中的最佳品质的胚胎选择出来，并移植到女性子宫内，以期着床并产生婴儿。
早期胚胎培养是什么？早期胚胎培养是指将结合健康成熟卵子和精子形成的早期胚胎（通常在1-5天内）培养和孵化在实验室中。
这种技术可以帮助医生选择最好的胚胎进行移植，以提高着床和发育成功的可能性。
早期胚胎培养的一个重要目标是保持胚胎在一个稳定的环境中，以允许它们自然地发展和成长。
胚胎须在温度恒定、PH值平衡、氧气含量和营养物质充足的情况下生长，以确保高品质的生长和发展。
这需要使用专业的实验设备、培养基和技术，以确保最佳环境条件的维持和保持胚胎发展的轨迹。
早期胚胎培养的优势早期胚胎培养带来很多大大优势，包括：更好地选择最佳胚胎早期胚胎培养可以帮助医生选择最好的品质的胚胎来实现更高的成功率，这是通过对早期胚胎的外观、生长速度以及基因组成进行评估来实现的。
更安全的患者体验与传统的胚胎移植技术相比，早期胚胎培养技术可以更安全地孵化胚胎并选择最好的品质。
然后，医生将最好的胚胎植入母体，减少了患者在移植周期过程中的风险。
更高的成功率早期胚胎培养可以通过提高选择最佳胚胎的准确性和质量来提高成功的概率。
这种技术可以大大增加试管婴儿的受孕率和活产率，同时降低流产率。
也可以降低孪生和多胞胎妊娠的风险，进一步提高生育治疗的成功率。
体外受精和早期胚胎培养技术在治疗不孕症方面是非常成功和高效的。
通过使用最先进的技术，医生可以选择最佳品质和数量的胚胎并增加成功率，从而为许多夫妇实现梦想的孕育孩子提供机会。
选修III 3.2 体外受精与早期胚胎的发育
试管 苗
克隆 羊
核移植、 动物细胞 动物细 细胞培养 核的全能 胞工程 和胚胎移 性 植
3.2 体外受精和早期胚胎培养
一、从试管牛说起 1、问题
（1）我国大多数牛的品种，产肉量或产奶量与 国际上的优良品种相比都有一定差距。 我国 奶牛：3000kg； 国际良种奶牛：10000kg； 我国内蒙黄牛：300kg； 澳大利亚纯种海福特肉用牛(2岁)：800kg （2）不可能靠大量引进良种牛来提高产量。 3～5万元 （3）牛的生育率很低。 一头牛一生只生育4～5头牛犊
3.2 体外受精和早期胚胎培养
三、胚胎的早期培养 1、发育培养液（适合的温度和PH） 成分： 无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、 核苷酸等营养成分，以及血清等物质。 目的： 早期胚胎的培养； 受精状况和受精卵的发育能力 3、胚胎移植时间 （1）牛、羊等：桑椹胚或囊胚阶段 （2）小鼠和家兔等实验动物：卵裂期的胚胎 （3）人的试管胚胎：8-16 个细胞阶段
3.2 体外受精和早期胚胎培养
二、体外受精 （二）精子的采集和获能 2、精子获能 （1）培养法 人工配制的获能液； 适用啮齿动物、家兔和猪等的精子 （2）化学诱导法 一定浓度的肝素或钙离子载体 适用牛、羊等家畜的精子
3.2 体外受精和早期胚胎培养
二、体外受精 （三）受精 1、条件 （1）精子获能和卵子成熟 （2）获能溶液或专用的受精溶液 2、过程 3、意义 （1）成为常规的动物繁殖生物技术 （2）可研究动物生殖细胞的发生机制
如何快速繁育新品种呢？
3.2 体外受精和早胚胎培养
一、从试管牛说起 2、解决方法
教学设计4：3.2体外受精和早期胚胎培养
专题3 胚胎工程3.2 体外受精和早期胚胎培养『课标解读』1、知识方面简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
2、情感态度与价值观方面认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
3、能力方面能够使用通俗语言介绍体外受精何早期胚胎培养技术。
『网络构建』答案：体外受精采集促性腺激素输卵管超声波探测仪腹腔镜活体卵巢假阴道法获能化学诱导血清『重难点归纳』一、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么？方法一：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。
方法二：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。
方法三：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。
注意：采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
二、如何选择用于体外培养的卵母细胞？在选择卵母细胞时，无论用哪种方法采集到的卵母细胞，外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围，形成一个叫卵丘复合体的结构（COC）。
这种结构对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重要的。
在对家畜体外受精的操作中，一般把未成熟的卵母细胞分成A、B、C、D四级。
对A级卵母细胞要求是有3层以上的卵丘细胞包围，卵母细胞的细胞质均匀；B级是少于3层卵丘细胞，但卵母细胞质要均匀；C级为没有卵丘细胞包围的卵母细胞，又称裸卵，培养效果很差；D级是退化或死亡的卵母细胞，应淘汰。
A、B两类卵母细胞培养效果较好。
三、采集精子的方法有几种？各有什么具体要求？主要分为假阴道法、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。
专题3 3.2 体外受精和早期胚胎培养
动物应用促性腺激素诱导超数排卵；②大家畜
一般从屠宰场屠宰的母畜卵巢获得；③也可以
借助内窥镜或腹腔镜直接从卵巢吸取。 (2)获取的卵细胞必须在体外培养到MⅡ中期。 (3)用于体外受精用的精子，必须在体外获能， 并且受精过程必须在获能液中完成。
胚胎早期培养和生产试管牛的技术 流程 1．培养液的成分及用途 (1)成分 两“盐”：无机盐和有机盐。 两“素”：维生素和激素。 两“酸”：氨基酸和核苷酸。 另有水、血清等。 (2)用途：当精子与卵子在体外受精后，用于受精 卵的继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育 能力，当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出 向受体移植或冷冻保存。
方法有：
(1)培养法：对于啮齿类动物、家兔和猪等动物，
将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，
培养一段时间后，精子就可获能。 (2)化学诱导法：对于牛、羊等家畜，将精子放 在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中， 用化学药物诱导精子获能。
3．受精 获能的精子和成熟后的卵子在体外合适的环境 下共同培养一段时间，便可受精；受精后形成 的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或
例2
【尝试解答】 【解析】
C
卵母细胞要在体外经人工培养成熟
后才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹 胚或囊胚阶段才能移植，植入体内后继续发育
形成幼体产出。
【探规寻律】 (1)胚胎的早期培养与动物细胞 培养所用的培养液类似，但是二者所依据的原 理和培养目的不同。
(2)胚胎发育到适宜阶段时，既可向受体移植， 也可冷冻保存。早期胚胎一般是指可用于移植
2．“试管牛”工厂化生产的技术流程图
特别提醒 应用“试管牛”工厂化生产的技术可以解决各种 家畜的快速繁殖问题，如良种猪、羊、牛的快 速繁殖等。
3.2体外受精和早期胚胎培养
适于大家畜或大型动物
假阴道法 手握法 电刺激法
适于体型较小，易于控制的 适于野生动物或经济动物
2)获能处理:
培养法：把精子放入获能液中。 （啮齿动物、家兔和猪） 化学法：把精子放入一定浓度肝素 或钙离子载体A23187溶液 中。 （牛、羊）
保存剩余的卵子和精子的方法是什么？
3.受精
获能的精子 和培养成熟的卵 子，一般情况下 在 获能溶液 专用受精溶液 或 中完成受精过。
• 引进一头良种成年奶牛需要3万－5万元；
• 牛的生育率低，一头牛一胎只生一只，一生只能 生育四五次。
• 牛的生育率虽然很低，但是牛的卵母细胞却相当 的多，其卵巢中卵母细胞数目要比一生中排卵数 多1000倍左右； • 公牛产生的精子数目就更多了。
体外受精
P70 P70
获能
P71
次级卵母细胞 减数第二次分裂中期
期胚胎进行胚胎移植。
试管动物技术： 通过 在 人工操作 使卵子和精子
体外条件 下成熟和受精，并通 早期胚胎 后，再经移
过培养发育成
植产生后代的技术。
试管动物操作流程: • 体外受精 • 早期胚胎培养 • 胚胎移植 • 胚胎在受体母体内发育 • 分娩
一、从试管牛说起
• 国产奶牛：年均产奶量3000公斤左右 • 国际良种奶牛：年均产奶量10000公斤左右
3 对家畜进行卵母细胞采集时，可用( 处理 A. 促性腺激素 B. 促性腺激素释放激素 A C. 肝素 D. 性激素
)
4 从活体动物的卵巢中直接采卵时，不正确 的方法是 A. 超声波探测仪 D B. 内窥镜 C. 腹腔镜 D. 阴道镜
5 体外受精的场所
C A.在水溶液中 B.在盐溶液中 C.在获能溶液或专用的受精溶液中 D.在酒精溶液中
专题3 胚胎工程-2021年高考生物选修3知识点归纳(解析版)
专题 3 3 胚胎工程胚胎工程是指对动物_早期胚胎_或配子___所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
1890 年，英国剑桥大学的生物学家将纯种安哥拉兔的两个 4 细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内，成功地产下两只纯种安哥拉子兔。
这个实验首次证实_同种动物的胚胎在异体动物体内发育的可能性。
3.1 体内受精和早期胚胎发育精子的发生哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的。
雄性动物从_初情期__（相当于人的青春期）开始，直到生殖机能衰退，在睾丸的_曲细精管__内不断进行着生殖细胞的增殖，源源不断地产生精子。
各种家畜精子发生的过程大体可以分为三个阶段。
第一阶段，位于曲细精管管壁的精原细胞进行数次_有丝分裂__，产生大量的精原细胞，其中部分精原细胞经过染色体复制和其他物质的合成，进一步形成初级精母细胞。
第二阶段，初级精母细胞连续进行两次分裂（即减数分裂，包括 M Ⅰ和 MⅡ）；第一次分裂产生两个_初级精母细胞_，每个次级精母细胞再分裂一次产生两个含_单__倍染色体的_精子细胞______。
第三阶段，圆形的精子细胞经过变形，其中的细胞核变为_精子头的主要部分__，高尔基体发育为_头部顶体__，中心体演变为_精子的尾_，线粒体聚集在尾的基部形成_线粒体鞘___。
同时，细胞内的其他物质浓缩为球状，叫做原生质滴，随精子的成熟过程向后移动，直到最后脱落。
对于多数家畜来说，精子在睾丸内形成的时间为两个月左右。
卵子的发生卵子的发生是在雌性动物的卵巢内完成的。
动物的胚胎在_性别分化__以后，雌性胎儿卵巢内的卵原细胞，就通过_有丝分裂__的方式不断增加其数量，并进一步演变为初级卵母细胞，这时，它被_卵泡_____细胞包围，形成卵泡。
初级卵母细胞需经过减数分裂才能变为成熟的卵子。
减数第一次分裂是在雌性动物__排卵__完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入_输卵管__，准备与精子受精。
专题3.2学案
专题3.2体外受精和早期胚胎培养【学习目标】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。
3.认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
【重点难点】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：卵母细胞的采集和培养。
精子的采集和获能。
【课时安排】一课时【自主预习及检测】阅读课本69—73页，完成练习册【自主预习】中的内容【合作探究】1.试管动物和克隆有哪些不同？2.如何选择用于体外培养的卵母细胞？采集到的卵母细胞是否都能直接与获能的精子受精？3. 如何选择用于收集精子的方法？收集到的精子是否能直接与卵子受精？4.列表比较动物胚胎培养液成分与动物细胞培养液成分的不同？5.总结试管牛工厂化生产的技术流程。
【当堂检测】1．体外受精：（1）精子的采集方法有：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。
（2）精子的获能处理：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。
（3）卵母细胞采集：①向动物注射＿＿＿＿＿＿＿激素，使其超数排卵，然后从输卵管中冲出，可直接受精。
②从废弃的卵巢中采集。
③从活体的卵巢中采集。
（4）体外受精：获能的精子与＿＿＿＿＿＿的卵子可在相应溶液中完成受精过程。
2．早期胚胎的培养（1）培养液成分巧记：两“盐”：无机盐和＿＿＿＿＿＿两“素”：＿＿＿＿＿＿和激素两“酸”：氨基酸和＿＿＿＿＿＿另有水、血清等（2）用于胚胎移植的胚胎一般在＿＿＿＿以前。
【课后训练】练习册46页【课后反思】。
《体外受精和早期胚胎培养》 教学设计
《体外受精和早期胚胎培养》教学设计一、教学目标1、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。
2、能力目标（1）通过对体外受精和早期胚胎培养过程的学习，培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
（2）通过小组讨论和资料分析，提高学生的合作学习和信息处理能力。
3、情感态度与价值观目标（1）认同体外受精和早期胚胎培养技术在畜牧业、医学等领域的重要应用价值。
（2）关注生物技术的发展对人类生活和社会伦理带来的影响。
二、教学重难点1、教学重点（1）体外受精的主要操作步骤。
（2）早期胚胎培养的条件和方法。
2、教学难点（1）卵母细胞的采集和培养。
（2）精子的采集和获能。
三、教学方法讲授法、讨论法、直观演示法四、教学过程1、导入新课通过展示试管婴儿的相关图片或视频，引发学生的兴趣，提问：“试管婴儿是如何诞生的？”从而引出本节课的主题——体外受精和早期胚胎培养。
2、新课讲授（1）体外受精①卵母细胞的采集和培养介绍两种采集卵母细胞的方法：第一种是从输卵管中冲取卵子，适用于实验动物，如小鼠、兔等；第二种是从卵巢中采集卵母细胞，对于大家畜或大型动物，如牛等，常采用超声波引导下的穿刺法采集。
采集到的卵母细胞需要在体外培养成熟到减数第二次分裂中期。
②精子的采集和获能精子的采集方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。
采集到的精子需要在体外进行获能处理，使精子具备受精能力。
常用的获能方法有培养法和化学诱导法。
③受精将成熟的卵子和获能的精子在体外合适的环境中共同培养一段时间，使其完成受精过程。
（2）早期胚胎培养①培养液的成分讲解早期胚胎培养液中应包含的营养物质，如无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等，以及血清等天然成分。
②培养条件强调培养的环境条件，包括适宜的温度、pH、气体环境等。
③胚胎发育的过程简单介绍早期胚胎发育的几个阶段，如受精卵、卵裂期、桑椹胚、囊胚等。
3、小组讨论组织学生分组讨论以下问题：（1）体外受精技术在畜牧业和医学领域有哪些应用？（2）体外受精和早期胚胎培养技术可能带来哪些伦理问题？4、课堂总结回顾本节课所学的体外受精和早期胚胎培养的相关知识，强调重点和难点内容。
胚胎工程知识点总结
〖3.1 体内受精和早期胚胎发育〗胚胎工程的建立场所：睾丸的曲细精管时间：从初情期开始，到生殖机能衰退精子的发生 1）精原细胞→多个初级精母细胞（通过数次有丝分裂）过程 2）1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精子细胞（通过减数分裂，即MI和MII）3）精子细胞→精子（通过变形）场所：卵巢时间：从胎儿时期开始（胎儿时期完成了卵泡的形成和在卵巢内的储备）卵子的发生 1）卵原细胞→初级卵母细胞过程 2）1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞＋第一极体（排卵前后完成）3）1个次级卵母细胞→1个卵子＋第二极体（精子和卵子结合过程中完成）概念：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。
受精场所：雌性的输卵管内1）受精前的准备阶段1：精子获能过程 2）受惊前的准备阶段2：卵子的准备a.精子穿越放射冠和透明带：顶体反应，透明带反应3）受精阶段 b.进入卵黄膜：卵黄膜封闭作用c.原核形成和配子结合卵裂期：细胞在透明带中进行有丝分裂早期胚胎发育桑椹胚：胚胎细胞达32个左右，每一个细胞都是细胞囊胚：有囊胚腔，出现了囊胚从透明带中伸展出来的孵化过程原肠胚：内细胞团细胞形成外胚层和内胚层，滋养层发育成胎膜和胎盘，内胚层包围着原肠腔〖3.2 体外受精和早期胚胎培养〗试管动物技术：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。
方法一：用促性腺激素处理，使其超数排卵，从中输卵管冲取精子（针对卵母细胞的采集实验动物，家畜猪、羊等）方法二：从屠宰母畜卵巢中采集方法三：借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从活体母畜卵巢中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）体外受精卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟精子的采集：方法有假阴道法、手握法和电刺激法等精子的获能：方法有培养法（通过获能培养液）、化学诱导法（通过肝素或钙离子载体A23187）获能溶液或专用的受精溶液受精：获能的精子＋培养成熟的卵子完成受精胚胎早期培养条件：受精卵在发育培养液中培养培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等〖3.3 胚胎工程的应用及前景〗概念：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
3.2体外受精和早期胚胎培
获能处理的方法
培养法:啮齿动物, 培养法:啮齿动物, 家兔和猪 化学法: 化学法:牛,羊 A23187溶液 溶液 钙离子载体) (钙离子载体) 一定浓度的肝素
2.受精 2.受精 在获 能溶液或 专用的受 精溶液中 完成受精 过程
体外受精: 体外受精:主要包括 ( 卵母细胞的采集 ) ( 精子的获能 ) 和( 受精)等几个主要 卵母细胞的采集最常用的方法是卵巢经过 步骤 .卵母细胞的采集最常用的方法是卵巢经过 )处理 处理, ( 超数排卵 )处理,具体做法是给供体注射 ), ( 促性腺激素 ),使一头母畜一次排出比自 输卵管 ) 然情况下多几倍到十几倍的卵子,之后从( 然情况下多几倍到十几倍的卵子,之后从( 中冲取卵子,又叫( 中冲取卵子,又叫( 冲卵 )直接与获能的精子在 体外受精.还可以使用( 体外受精.还可以使用( )确 超声监视器 定卵泡位置,插入( )将泡卵液 将泡卵液( 定卵泡位置,插入( 穿刺针 )将泡卵液(连同 卵母细胞)取出,在体外进行人工培养, 卵母细胞)取出,在体外进行人工培养,使其成 熟. (手握法 电刺激法 ) 收集精子的方法有: 收集精子的方法有:( ) ( 假阴道法 )
专题3: 专题3:胚胎工程 3:胚胎工程
2006年10月 2006年10月
1999年4月23日晚 时,在广州中山医科大 年 月 日晚9时 日晚 学第一附属医院出生一健康女婴, 学第一附属医院出生一健康女婴,她是我 国首例第三代试管婴儿,父母身体健康, 国首例第三代试管婴儿,父母身体健康, 婴儿的母亲7年前生下一男婴 年前生下一男婴, 婴儿的母亲 年前生下一男婴,孩子一岁后 发病,最后死于脑出血,5年后 年后, 发病,最后死于脑出血,5年后,她第二次 怀孕6个月时 到医院抽羊水及脐带血诊断, 个月时, 怀孕 个月时,到医院抽羊水及脐带血诊断, 发现胎儿是男孩,而且是血友病患者, 发现胎儿是男孩,而且是血友病患者,遂 引产. 引产.夫妇二人最后来到中山医科大学附 属医院做试管婴儿.医生培养了7个可做活 属医院做试管婴儿.医生培养了 个可做活 体检查的胚胎,并抽取每个胚胎1- 个细 体检查的胚胎,并抽取每个胚胎 -2个细 胞进行检查后, 胞进行检查后,选择了两个胚胎进行移植
人教版生物学案-专题3-3.2体外受精和早期胚胎培养-含解析
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3.2体外受精和早期胚胎培养一、试管动物技术1.含义: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。
2.主要技术:体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。
3.意义:(1)解决动物生育率低的问题。
(2)实现良种动物的快速大量繁殖。
二、体外受精1.卵母细胞的三种采集方法和培养方法的比较:采集采集过程培养适用动物方法用激素处理用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,从输卵管中冲取卵子无需体外培养,可直接与获能的精子在体外受精实验动物,如小鼠、兔及家畜猪、羊等从已屠宰母畜的卵巢中采集从刚屠宰母畜体内摘取卵巢,再从卵巢中采集卵母细胞采集的卵母细胞需在体外培养成熟后,才能与获能的精子受精大家畜或大型动物,如牛活体采卵借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具,直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞2.精子的采集和获能:3.受精:获能的精子和培养成熟的卵子,一般在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
三、胚胎的早期培养2.培养目的:检查受精状况和受精卵的发育能力。
3.胚胎去向:当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。
【易错辨析】1.试管动物技术在操作过程中要严格进行无菌操作。
(√)2.哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精等步骤。
(√)3.体外受精后获得的受精卵需要立即移入母体子宫进行妊娠,以保证成活率。
(×)【分析】体外受精获得的受精卵需要移入发育培养液中培养一段时间,以检查受精状况和受精卵的发育能力。
受精卵发育到适宜阶段才能进行胚胎移植。
4.早期胚胎培养的培养液中,应含有一定量的CO2。
(√)5.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。
(√)一、体外受精1.卵母细胞的采集和培养方法:(1)超数排卵技术:促性腺激素可作用于卵巢,促进雌激素的分泌,进而促进卵子的排出,从输卵管中冲取的卵子,已发育至减数第二次分裂中期,可直接与获能的精子进行受精作用。
2016年高中生物人教版选修三教师用书3.2体外受精和早期胚胎培养
一、试管动物技术1．含义：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。
2．应用：良种动物的快速大量繁殖。
3．技术手段：体外受精、早期胚胎的培养和移入母体子宫。
二、体外受精的步骤1．卵母细胞的采集和培养(1)实验动物(小鼠、兔、羊等)⎩⎪⎨⎪⎧ 方法：用促性腺激素处理，再从输卵管中冲取卵子处理：可直接与获能的精子在体外受精 (2)大型动物 (牛等)⎩⎪⎨⎪⎧ 方法：从卵巢中采集卵母细胞处理：在体外培养成熟后才能与获能的精子受精2．精子的采集和获能(1)3.体外受精获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
三、胚胎的早期培养1．培养液的成分：一般包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。
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，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
(2)当胚胎发育到适宜的阶段时，进行受体移植或冷冻保存。
3．胚胎的去向(1)向受体移植：不同动物胚胎移植的时间不同。
牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植。
人的体外受精胚胎，可在8～16个细胞阶段移植。
(2)冷冻保存。
一、体外受精阅读教材P69～72，分析图3－14，探讨下列问题：1．有些动物在采集卵母细胞时，为了获得更多的卵子，应用什么激素处理？该激素能否口服？提示：用促性腺激素处理雌性动物，使其排出更多的卵子。
用促性腺激素处理时，只能注射不能口服，因为促性腺激素是肽类化合物，口服会因消化道的消化作用而失去原有的效应。
2．从卵巢中采集的卵子为什么不能与获能精子直接受精？提示：卵巢中卵子不成熟，需要培养到减数第二次分裂中期时才具有受精能力。
3．哺乳动物体外受精过程中，需对精子进行离心处理的原因是什么？提示：精液由精子和精清(精浆)两部分组成。
精清中含有一种能抑制精子获能的物质，在一般情况下，精液中的精子无法获能。
简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤
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 养发育成早期胚胎后，再经移植产 生后代的技术。
体外受精
1.卵母细胞的收 集和培养
对不同动物,采 取卵母细胞的 方法不同
2.精子的收集和获能
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成早期胚胎后再经移植产生后代的技术
§3.2体外受精和早期胚胎培养
一、教学目标： 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。 3.认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。 二、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。 三、教学难点： 1.卵母细胞的采集和培养。 2.精子的采集和获能。
1)收集的方法:假阴 道法,手握法和电 刺激等
2)获能处理: 培养法：啮齿动物、
家兔和猪 化学法：牛、羊
3.受精
在获能 溶液或专用 的受精溶液 中完成受精 过程
胚胎的早期培养
培养液: 水、无机盐、有机盐、维生素、激素、
氨基酸、核苷酸以及动物血清等.
课后思考：
1、你能用通俗的语言把试管牛的培养过程向 家人讲清楚吗？请回去试一试。
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3. 2 体外受精和早期胚胎培养
『课标解读』
1、知识方面
简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
2、情感态度与价值观方面
认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
3、能力方面
能够使用通俗语言介绍体外受精何早期胚胎培养技术。
『网络构建』
试管动物技术：通过人工操作使卵子和精子在条件下成熟和，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
方法一：用处理，使其超数排卵，从中冲取精子（针对卵母细胞的实验动物，家畜猪、羊等）
方法三：借助、内窥镜、等工具直接从母畜
中吸取（针对大家畜或大型动物，如牛）
体外受精卵母细胞的培养：在体外人工培养成熟
精子的采集：方法有、手握法和电刺激法等
精子的：方法有培养法（通过获能培养液）、法（通过肝素或钙离子载体A23187）
获能溶液或专用的受精溶液
受精：获能的精子＋培养成熟的卵子完成受精胚胎早期培养条件：受精卵在发育培养液中培养
培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、等
答案：
体外受精采集促性腺激素输卵管超声波探测仪腹腔镜活体卵巢假阴道法获能化学诱导血清
『重难点归纳』
一、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么？
方法一：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。
方法二：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。
方法三：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。
注意：采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
二、如何选择用于体外培养的卵母细胞？
在选择卵母细胞时，无论用哪种方法采集到的卵母细胞，外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围，形成一个叫卵丘复合体的结构（COC）。
这种结构对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重要的。
在对家畜体外受精的操作中，一般把未成熟的卵母细胞分成A、B、C、D四级。
对A 级卵母细胞要求是有3层以上的卵丘细胞包围，卵母细胞的细胞质均匀；B级是少于3层卵丘细胞，但卵母细胞质要均匀；C级为没有卵丘细胞包围的卵母细胞，又称裸卵，培养效果很差；D 级是退化或死亡的卵母细胞，应淘汰。
A、B两类卵母细胞培养效果较好。
三、采集精子的方法有几种？各有什么具体要求？
主要分为假阴道法、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。
四、以牛为例，从屠宰场收集卵巢中的卵母细胞进行体外受精的应用效果如何？
目前，从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢平均可采集10枚左右可用卵母细胞，经体外培养成熟和受精后约可获4枚可用的胚胎，经过移植给受体母牛，最终可得到1～2头犊牛。
牛的体外受精胚胎的工厂化生产已在一些发达国家开展。
『复习策略』
本节内容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。
内容简单，容易掌握，但应对体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义和哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤有深刻体会，领悟其探究的方法，并能通过学习，绘制出“试管牛”工厂化生产的技术流程图解。
『限时训练』
一、基础训练：。