【人教版】生物选修三：3.2《体外受精和早期胚胎培养》教学案(含答案)

选修三
专题3 3.2 体外受精和早期胚胎培养
一、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。

二、教学建议
1.课时数：本节教学建议用2课时。

2.课时侧重点：
（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。

3.教学策略
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，以“试管牛”为例，创设出一种新的学习情景，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，领悟其探究的方法，以达到激发兴趣、培养能力、获取知识的目的。

对具体的教学方法建议如下。

教师课前搜集有关“试管牛”技术及其发展的资料，并制作“利用屠宰厂牛卵巢收集卵母细胞，并工厂化生产试管胚胎”的计算机辅助教学软件（或投影片）。

同时，教师布置学生搜集有关“试管牛”的资料。

在课堂活动中，教师首先提出问题：“你听说过试管牛、试管羊吗？你知道什么是试管动物技术吗？”从而引出试管动物技术的概念及体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义，提出本节主题。

接着，请学生回忆第一节课的内容，并思考讨论以下各题：
（1）哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？（精子和卵子的发生—受精—胚胎的发育）
（2）哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节？（获得精子和卵子—体外受精—体外胚胎培养）。

在学生讨论出结果的基础上，教师告诉学生，胚胎工程专家就是根据这几个环节来研究哺乳动物体外受精和胚胎早期培养方法的。

今天请大家来扮演胚胎工程专家，共同模拟研究“试管牛”工厂化生产的技术流程。

首先，请学生阅读教材；然后教师与学生一起制定研究“试管牛”工厂化生产的技术流程，并拟出以下关于技术流程的研究题目：
（1）卵母细胞的采集和培养；
（2）精子的采集和获能；
（3）受精；
（4）胚胎的早期培养；
（5）画出“试管牛”工厂化生产的技术流程图解（图3-2）
教师让学生自由组合成课题小组，选定研究题目（全部课题都要被不同组选定）。

教师指导学生研究的方法：查阅有关资料（可根据教材或利用自己搜集的有关“试管牛”的资料）→研讨、制定技术方法→写出研究报告。

各课题小组按选定的研究课题进行研讨，并写出研究报告。

各课题小组的代表公布研究报告，教师与学生共同进行评价。

三、达标检测
1．体外受精常用的采卵方式有( )
①用促性腺激素处理后，从输卵管冲取卵子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
2．下列关于体外受精技术的说法中，错误的是( ) A．进行体外受精技术前需对精子进行获能处理
B．体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的
C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术
D．体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制
3．下列关于卵母细胞采集的叙述，不正确的是( ) A．有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B．从输卵管中取出的卵子，可直接与获能的精子在体外受精
C．对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D．采集的卵母细胞，都可直接与获能的精子在体外受精
4．野生或经济动物收集精子的方法多用( ) A．假阴道法B．手握法
C．电刺激法D．化学诱导法
5．精子获能的常用化学物质可能是下列哪一种( ) A．氯化钙溶液B．肝脏提取液
C．肝素溶液D．氨基酸营养液
6．试管牛采用的技术是( )
①胚胎移植②基因工程③体外受精④克隆技术
A．①③ B．②③ C．①② D．①④
7．下列各组物质组成不全部属于哺乳动物胚胎培养液成分的是( ) A．氨基酸、核苷酸、无机盐、激素
B．血清、激素、维生素、有机盐
C．核苷酸、维生素、血清、无机盐
D．有机盐、维生素、氨基酸、生长素
8．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
9．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
10．下列关于培育试管婴儿的叙述，不正确的是( ) A．培育试管婴儿要进行体外受精过程
B．试管婴儿的发育场所主要在试管内
C．试管婴儿的发育场所主要在母体内
D．试管婴儿具有双亲的遗传特性
11．哺乳动物体外受精的过程是
( )
①采卵②收集精子③卵母细胞的人工培养④精子获能处理⑤精子和成熟卵子
在受精液中共同培养⑥精子用CaCl2处理⑦卵母细胞用一定浓度的肝素溶液处理
⑧体外受精⑨受精卵培养
A．①→②②→⑥⑤⑧⑨
B．①→③②→④⑤⑧⑨
C．①→⑦②→④⑧⑤⑨
D．①→③②→⑥⑧⑤⑨
12．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
13．关于牛体外受精胚胎的工厂化生产，叙述正确的是( ) A．精子和卵子受精形成受精卵后可移入母牛子宫
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
14．回答关于“试管牛”培育的几个问题。

(1)刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道内或体外类似于生
殖道的理化条件下发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一现象叫__________。

(2)生产上常用__________激素促进雌性动物排卵，该激素由__________(器官)分泌。

(3)受精后的卵细胞在培养液中进行培养，形成了一个约32个细胞的小胚胎，此时受精
卵大约经历了__________次细胞分裂，培养液必须含有的不同于植物培养基的成分是__________________。

(4)试管牛培育过程涉及的工程技术手段主要有
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

15．据早期胚胎发育的过程，回答下列问题：
①受精卵→②卵裂期→③__________→④__________→⑤原肠胚→⑥幼体
(1)③、④分别是胚胎早期发育的什么阶段？(在横线上填出)
(2)③阶段细胞达32个左右，此时细胞属于________细胞，具有__________性。

(3)④阶段细胞开始出现__________，__________将来发育成胎儿的各种组织，
______________将来发育成胎盘和胎膜，出现______腔后，进一步扩大会导致__________的破裂。

(4)⑤原肠胚阶段内细胞团的__________细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层，出
现________腔。

(5)从受精卵到原肠胚的形成，细胞的分裂方式是______________。

16．请回答胚胎工程和基因工程方面的问题。

(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。

试管牛的培育需经过体外受精、
________________________、______________以及在母体中发育和产出等过程。

(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进
行处理，使其__________。

另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和___________________________________。

(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常
使用的激素是______________。

(4)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。

基因工程的四个基本
操作步骤是______________、基因表达载体的构建、______________________和______________________。

若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、________________、________、____________和复制原点等。

将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是______________(显微注射法、农杆菌转化法)，为获得能大量产生人干扰素的基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是______________(受精卵、乳腺细胞)。

答案
1．D 2．B 3．D 4．C 5．C 6．A 7．D 8．B 9．B 10．B 11．B 12．C 13．C 14．(1)精子获能(2)促性腺垂体(3)5 动物血清(4)体外受精、胚胎的早期培养和胚胎移植
15．(1)桑椹胚囊胚(2)全能干全能(3)分化内细胞团滋养层细胞囊胚透明带(4)表层原肠 (5)有丝分裂
16．(1)早期胚胎培养胚胎移植
(2)获能第一极体
(3)促性腺激素(其他合理答案也可) (4)获取目的基因将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定人干扰素基因(或目的基因) 终止子标记基因显微注射法受精卵。