体外受精和早期胚胎培养教学设计
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。
学习重难点：
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：哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
学习过程：
【知识回顾】
回顾体内受精和早期胚胎发育的知识内容，思考哺乳动物体内胚胎的形成需要经过哪些过程？
那么，哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节？
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早期胚胎培养方法的。
【自主探究】
一. 什么是试管动物技术？
此技术是克隆吗？
试管动物技术可以实现良种动物的快速大量繁殖。
这项技术中首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。
二.体外受精
哺乳动物体外受精主要包括____________、_____________、______等几个主要步骤。
体外受精技术的理论基础是胚胎发育学，基本原理是人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精。
1.体外受精技术操作的对象是（）
A．生殖细胞 B．受精卵 C．早期胚胎细胞 D. A,B,C都是
1.卵母细胞的采集和培养
（1）采集方法一：用处理，使其超数排卵，从中冲取卵子（针
对实验动物如__________、____________，以及家畜猪、羊等）
方法二：从屠宰母畜卵巢中采集，或借助________、内窥镜或等工具，直接从活体动物的中吸取______________（针对大家畜或大型动物，如牛）
(2)卵母细胞的培养：
用方法一得到的卵子______与____________的精子在体外受精，用方法二采集的卵母细胞在体外人工培养成熟
例2．体外受精常用的采卵方法有
①用促性腺素处理后，从输卵管冲取卵子②化学诱导法③电刺激法④从活体动物卵巢吸取卵母细胞
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
2. 精子的采集：
方法有、手握法和电刺激法等
3.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溶液等化学药物诱导精子获能,针对_______________等家畜的精子）
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
三．胚胎早期培养
条件：受精卵在_________培养液中培养
培养液成分：无机盐、有机盐、__________、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及____________等物质。
胚胎发育到_________阶段，可以取出_________或_____ ____。
例2．下列说法正确的是
A．从动物体内获取的精子不能直接与卵细胞结合完成受精过程
B．体外受精的胚胎必须培养到桑椹胚才可移植到母体内
C．胚胎移植可移植到其他任一动物体内
D．同卵双生是由于1个卵子与2个精子完成了受精过程所致
【重难点归纳】
1、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：后两种方法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。
2、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。
巩固训练：
1.下列关于体外受精技术的说法中，错误的是（）
A．体外受精技术需要的温度大约为37 ℃
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
2.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
3.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
B. 内窥镜
C. 腹腔镜
D. 阴道镜
4.精液保存的方法是（）
A．高温保存 B. 常温保存 C. 低温保存 D. 超低温保存
5.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
6.卵母细胞培养到（）期时，就可以与获能精子进行体外受精了
A. ＭＩ
B. ＭII
C. 桑椹期
D. 囊胚期
7.精子的顶体由来自细胞质的（）变成
A．线粒体 B. 中心小体 C. 高尔基体 D. 纺锤体
8.（多选）采取精子的方法是（）
A．假阴道法 B. 手握法 C. 筒握法 D. 电刺激法
9.精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入（）
A. 受体动物体内
B. 培养箱
C. 发育培养液
D. 冷库冷藏
10.（多选）精子体外获能的方法有（）
A. 化学法
B. 电刺激法
C. 培养法
D. 冷藏法
11.（多选）体外受精的主要步骤是（）
A. 卵母细胞的采集
B. 卵细胞的采集
C. 精子的采集
D. 受精
12.体外培养哺乳动物胚胎的培养液应用以下哪些成分（）
①无机盐②有机盐③激素④蛋白质⑤葡萄糖⑥维生素⑦氨基酸⑧核苷酸⑨脂肪酸⑩血清
A. ①②④⑤⑥⑧⑨⑩
B. ①③⑤⑥⑦⑧⑩
C. ①②③④⑥⑦⑧⑨⑩
D. ①②③⑥⑦⑧⑩
13.下列关于促进雌性动物大量排卵的叙述中，正确的是（）
A. 给未成年的雌性动物注射大量的相关激素，使其排卵
B. 给性成熟的雌性动物注射大量的相关激素，使其超数排卵
C. 给未成年的雌性动物注射一定的相关激素，使其排卵
D. 给性成熟的雌性动物注射一定的相关激素，使其超数排卵
14.（多选）在（）等问题解决后，胚胎移植象人工授精一样简单
A．卵子体外培养 B. 胚胎冷冻保存 C. 体外受精 D. 核移植
15.我国引进良种红安格肉牛后，使其快速繁殖使用的方法有
①发酵工程②组织培养③基因工程④克隆⑤细胞工程⑥体外受精和胚胎移植
A．①③ B．②④ C．④⑤ D．④⑥
16.中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植人去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。
下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中，错误的是
A．在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段
B．兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性
C．克隆出的早期胚胎中，各细胞间具有相同的遗传信息
D．在形成早期胚胎的过程中，尚未出现细胞的分化
17.关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述下正确的是
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以移植
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
18.（多选题）下列关于试管婴儿的说法，正确的是
A．是体外受精，胚胎移植的产物 B．是一个有性生殖过程
C．精子和卵细胞在体外结合成受精卵 D．体细胞的核与卵的细胞质融合成受精卵
19.下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。
（1）进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照14h，黑暗10h）饲养成年雌鼠，并注射促进性腺激素，目的是。
然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是。
再在37℃，5%CO2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。
定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天右以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎_________期开始的标志。
（2）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素B处
理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。
这种方法在动物新品种选育中的显著优点是。
（3）如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于。
（4）如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。
这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。
请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因。