3.2体外受精
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。
试论牛卵母细胞体外受精技术
试论牛卵母细胞体外受精技术牛卵母细胞体外受精是指在脱离母体的情况下，人为创造母牛体内繁殖条件，在牛体外完成精卵结合，培育出受精卵并在体外培养至桑椹胚或是囊胚阶段，将胚胎移植到母牛体内孕育胎儿。
体外受精是繁育犊牛的重要技术，在牛繁殖领域应用普遍，涉及到的技术有牛卵母细胞的采集、成熟培养与判断，牛精子的筛选、获能，以及具体的受精操作等。
针对技术应用关键节点及技术参数、操作细节的分析研究，最终达到获取高质量胚胎的目的，助力于养牛业的高质量发展。
1 牛卵母细胞体外采集与培养技术1.1 牛卵母细胞体外采集技术1.1.1 采集方式常用的动物卵母细胞采集方式如下：（1）直接采集成熟的卵母细胞，采用超排技术从动物的输卵管采集，但不适用于牛这种大型动物；（2）活体采卵，选择繁殖性能优秀的母牛，借助腹腔镜直接采集，对采集母牛的繁殖性能影响较小；（3）从屠宰场获取，宰杀母牛后直接采集牛卵巢。
该采集方式简单、直接、成本低，可大批量采集。
1.1.2 采集技术在从屠宰场获取牛卵巢后，将其放入保温瓶中，瓶中事先装入用生理盐水稀释的硫酸庆大霉素，温度大约是30 ℃，用于保持牛卵巢的新鲜度。
在1 h 内完成卵泡的收集，在实验室环境下，使用生理盐水清洗干净牛卵巢，然后使用注射器直接吸取卵泡，获取卵泡液，准备进行体外成熟培养。
1.2 体外成熟培养使用体视显微镜筛选质量好的卵母细胞用于体外成熟培养，将筛选出的卵母细胞放入培养液中，培养液中含有17-E2 的中央记忆型T 细胞1.5 μg/mL；胎牛血清10%，促黄体生成素20%；卵泡刺激素20 μg/mL。
将培养液放入经过温度校正后的培养箱中，温度调整至38～39 ℃，气象条件为5%的CO2，培养时间22～24 h，需根据牛卵母细胞采集时的成熟情况，适当延长1～2 h，但不可超过26 h，一旦超过牛卵母细胞将进入老化期。
1.3 体外成熟判定在培养24 h 后进行牛卵母细胞的成熟检查，当其进入第二次减数分裂中期则判定为成熟。
体外受精和早期胚胎发育ppt课件
盐类
无机盐和有机盐 无机盐、微量元素
营养物质 氨基酸、核苷酸 糖、氨基酸
调节物质 维生素、激素 促生长因子
特有物质
血清
血清、血浆
29
可编辑课件
三、胚胎的早期培养
培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植 或冷动保存
不同动物胚胎移植时间不同
牛、羊： 桑椹胚或囊胚阶段 小鼠、家兔：可在更早的阶段移植 试管婴儿： 8~16个细胞阶段
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可编辑课件
一、从试管牛说起
10
可编辑课件
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
伟大设想诞生了
试管动物技术
11
可编辑课件
1982年世界首例试管牛犊问世
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可编辑课件
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。
精子 受精卵 卵子
早期胚胎 移植 子宫
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个体可编辑课件
试管动物技术
意义： 1、快速繁殖动物优良品种 2、可以解决生育低的问题 3、可以通过普通家畜繁 育良种家畜 4、更多有效地利用卵母细胞
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可编辑课件
试管动物技术过程： 第一步：体外受精 第二步：胚胎的早期培养 第三步：胚胎移植
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可编辑课件
2
可编辑课件
1978年7月25日世界首例试管婴儿
3
可编辑课件
著名妇产科专家张丽珠教 授与中国首例试管婴儿
1988年3月10日我国首例试管婴儿诞生
4
可编辑课件
1992年我国首例三胞胎试管婴儿
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。
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。
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A
③细胞工程 D．①⑤
④体外受精
A．①④
⑤克隆技术
C．①③
B．②④
7、（多选）体外受精的主要步骤
A.卵母细胞的采集
ACD
B. 卵细胞的采集
C. 精子的采集
D. 受精
8、“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子
和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中
培养受精卵使其发育到桑椹胚或囊胚阶段,再将
入这名妇女的子宫内，最终生育一个女孩。
这名女孩总做一些令人感到莫名其妙的事情，
甚至产生一些幻觉，而且她总感觉还有一个
自己生活在这个世界上。
终于有一天，两个一样的她偶然巧遇，
真相浮出水面。原来女孩的舅舅背着她的妈
妈偷偷地做了一个实验，将体外形成的胚胎
进行了分割，形成两个胚胎，一个移入自己
妹妹体内，另一个移入陌生女病人的体内，
1988年3月10日我国首例试管婴儿郑萌珠
二、体外受精
卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能
受精
1、卵母细胞的采集和培养
不需 • 超数排卵法：（用促性腺激素处理） 培养 • 从屠宰母畜的卵巢中采集 需
• 活体采卵
培 养
牛卵巢中采卵
牛卵巢
B超活采仪
卵母细胞的成熟培养：CO2培养箱
2、精子的采集和获能
2、培养液成分
两盐、两素、两酸、血清等
3、胚胎移植时间
不同生物胚胎移植时间不同，一般在囊胚前
4、注意
• 胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出
向受体移植也可以冷冻保存 • 试管动物属于有性生殖
P72奇思妙想
从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢平均可 采集10枚可用的卵母细胞，通过体外受精和胚 胎移植技术最终能产下1－2头犊牛。 为充分利用屠宰母畜卵巢上的卵母细胞， 不妨将屠宰场和“胚胎工厂”合建。这样屠宰 场的产品就不仅是鲜肉，还会生产出大量的胚 胎和胚胎工程所需的原材料，你看这个想法可 行吗？
克隆？
试管婴儿！！！
• 通常情况下，一只母羊一胎只生1—2只羔羊。 畜牧业生产上需要快速增加高产肉羊或奶羊的数 量。怎样才能提高产羊的繁殖速率呢？ 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
我国蒙古黄牛：均重300Kg
海福特肉用牛：2岁体重可达800Kg
1.引进一头良种成年奶牛需要3万－5万元 2.牛的生育率低，一头牛一胎只一个，一生只能生育 四五次
克隆？
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。
伟大设想诞生了：
一、试管动物技术
1、概念
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。
2、技术手段：体外受精和早期胚胎培养
①、体外培养
③、胚胎移植
②、人工授精
④、核移植
“ 采集良种母牛的卵母细胞 采集良种公牛精子 试 管 精子体外获能 牛 卵母细胞的体外培养 ” 体外受精 工 厂 良种牛体外受精胚胎 化 胚胎移植 生 受体牛 产 的 良种犊牛 技 成熟期牛 术 流 采集卵巢中的卵母 屠宰加工厂 市场 细胞 程
课堂小结
试管动物技术 卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能 体外受精 受精 目的 培养液成分 早期胚胎培养 移植时间
实现良种家畜的快速大量繁殖 3、意义：
1978年7月25日世界首例试管婴儿在英国诞生
试 管 婴 儿
1978年7月26日，世界首例试管婴儿“路易 斯·布朗”，现已成为母亲。
转 基 因 试 管 牛
我国首例转基因试管牛“滔滔”于1999年2 月19日在上海诞生。
1988年3月10日我国首例试管婴儿
胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一 部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也 为人类的优生开辟了新的途径。请回答：
(1)、“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原
理是
A
B．组织培养
D．基因工程
A．有性生殖
C．克隆技术
(2)、“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？
________(填序号)。 ①②③
复习题问
1、简述哺乳动物胚胎发育的过程？
2、哪个时期开始出现细胞分化？
3、内细胞团和滋养层将来各发育成什么？
4、哪个时期出现了“孵化”？
5、哪个时期出现了胚层的分化？
3.2 体外受精和早期 胚胎培养
一位妇女结婚后，一直不能自然受孕，而
她的哥哥是医学博士，在他的帮助下，通过
体外受精形成受精卵，再形成早期胚胎，移
1、下列动物可用培养法进行精子体外获能 处理的是 A、牛 C、驴 B、羊 D、家兔
D
2、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
D
C、囊胚期
D、原肠胚期
3.下列关于试管动物技术的叙述正确的是
类型
B
A.应用该技术繁育后代的过程属于无性繁殖 B.应用该技术繁育后代的过程属于有性繁殖
所以这个小女孩有了彼此心灵感应的同卵双
生的姊妹。
试管婴儿是不是在试管中长出一个胎儿呢？ 都是通过有性生殖产生，在母体子宫内发
育形成胎儿。
不同之处：试管婴儿受精作用在体外，并
在体外发育成早期胚胎进行胚胎移植。
• 有一对夫妇，妻子因病切除了子宫，但他们一 直想有一个亲生的的孩子，你能从理论上想个 办法帮他们完成这个愿望吗？
类型
C.试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技
术
D.试管动物技术培育动物过程全部在体外进
行
4、对家畜进行卵母细胞采集时，可先用？处理 A.促性腺激素 C. 肝素 A、纯化处理 C、 电刺激 B. 促性腺激素释放激素 D. 性激素 B、 获能处理 D、 超声波处理
A
5、在体外受精前，要对精子进行
B
6、试管婴儿所采用的技术是
（1）、采集方法 假阴道法、手握法、电刺激法 （2）、获能方法 培养法：获能液中培养 化学诱导法： 肝素或钙离子载体A23187 等溶液中
3、受精
在获能溶液或专用的受精溶液中完成 受精过程。
• 对精子离心的目的
除去精浆、提高精液浓度
？
（中期）
？
三、胚胎的早期培养
1、培养目的
检查受精状况和受精卵发育能力