高中生物(人教版)选修3教学案：专题3《胚胎工程》(40页)

3．1体内受精和早期胚胎发育●课标要求1．简述动物胚胎发育的基本过程。

2．简述胚胎工程的理论基础。

●课标解读1．简述哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。

2．简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。

●教学地位本节内容是学习后续胚胎工程技术的基础，“体外受精和早期胚胎培养”、“胚胎工程的应用前景”两节内容中均需利用本节所学的知识，在高考中本节内容也是常考点。

●教法指导1．本节在授课时应多运用多媒体及图解等进行讲述，以帮助学生建立直观的、系统的知识体系。

2．教材内容篇幅较长，在授课时可让学生在规定的时间内读完课文，并提炼主干内容。

●新课导入建议利用本专题封面的材料为背景，介绍胚胎工程的一些成果，激发学生学习胚胎工程的兴趣，进而导入新课的学习。

课 标 解 读重 点 难 点1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。

2.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。

1.哺乳动物精子和卵子的发生。

(重点)2.受精作用的过程。

(重难点)3.哺乳动物胚胎发育的基本过程。

(重难点)胚胎工程1.操作对象：动物早期胚胎或配子。

2．操作水平：多种显微操作。

3．技术种类：胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。

4．实质：实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。

精子和卵子的发生(哺乳动物)1.精子的发生 (1)场所：睾丸。

(2)时期：从初情期开始，到生殖机能衰退。

(3)过程①第一阶段：1个精原细胞初级精母细胞。

②第二阶段：一个初级精母细胞――→减数分裂减Ⅰ两个次级精母细胞四个精子细胞。

③第三阶段：精子细胞精子。

(4)形态：外形似蝌蚪，分头、颈和尾三大部分。

2．卵子的发生 (1)场所：卵巢。

(2)时期：在胚胎的性别分化后。

(3)过程：卵原细胞――→有丝分裂演变初级卵母细胞 本 课 知 识 小 结网 络 构 建,,结 论 语 句,1.胚胎工程技术主要包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。

,2.精子只有获能后才能受精，受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体，受精的场所是输卵管。

,3.防止多精入卵的两道屏障：①透明带反应；②卵细胞膜反应。

,4.卵子在减数第二次分裂时会停在中期，只有受精时才能继续完成分裂。

,5.桑椹胚及其以前的细胞都具有全能性；囊胚时期，内细胞团的细胞具有全能性。

3．2体外受精和早期胚胎培养,●课标要求,1.简述动物胚胎发育的基本过程。

,2.简述胚胎工程的理论基础。

●课标解读,1.简述哺乳动物的体外受精。

,2.简述动物胚胎的早期培养方法。

●教学地位,本节内容是在学习第1节的基础上，在动物体外进行受精及胚胎发育，属于胚胎工程的基本操作，在高考中往往与基因工程、细胞工程综合进行考查。

●教法指导,1.本节内容较为简单，学生通过阅读，基本能弄清楚大部分内容，因此在授课时应注重引导学生自学，然后教师进行归纳。

,2.本节内容技术性较强，不易引起学生兴趣，在授课时可采用带着问题阅读、带着问题讨论等方式调动学生的学习积极性。

,课标解读重点难点1.简述哺乳动物的体外受精。

2.简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。

1.体外受精的操作过程。

(重难点)2.哺乳动物胚胎的早期培养。

(重点)试管动物技术1.概念：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。

2．前期技术：体外受精、早期胚胎培养。

1．试管牛是在试管中发育的吗？【提示】不是。

试管牛是人工采集牛的卵母细胞和精子，让它们在体外(试管中)完成受精作用并发育成早期胚胎，然后再移植到受体母牛子宫内发育，直到生产。

体外受精1.卵母细胞的采集和培养采集卵母细胞方法采集后的处理方法适用动物用促性腺激素处理可直接与获能精子在体外受精激素处理实验动物从屠宰母畜的卵巢中获取从活体动物吸取人工培养至MⅡ中期才能与获能的精子完成受精死体采集活体采集大型动物2．直接从卵巢采集的卵母细胞要培养到什么阶段才能受精？【提示】减数第二次分裂中期。

2．精子的采集和获能(1)精子的采集：收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。

(2)精子的获能对采集的精子在体外受精前要进行获能处理，通常采用的方法有培养法和化学诱导法，前者适用啮齿动物、家兔和猪等，后者适用于牛、羊等家畜的精子。

3．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。

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)检查受精状况和受精卵的发育能力。

(2)使胚胎发育到适宜的阶段进行受体移植或冷冻保存。

3．胚胎移植时间(1)牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植。

(2)人的体外受精胚胎，可在8～16个细胞阶段移植。

3．胚胎的早期培养与动物细胞培养有联系吗？【提示】胚胎的早期培养所用的培养液类似动物细胞培养的培养液，但所依据的原理和培养的目的不同。

1．试管动物就是在试管中发育成熟的动物。

(×)【提示】试管动物是在体外(试管中)完成受精作用并发育成早期胚胎，然后移植到受体动物的子宫内发育。

2．人工获取的精子，只有获能后才可以完成受精作用。

(√)3．试管动物技术用于繁育优良家畜的生殖方式为无性生殖。

(×)【提示】试管动物要经过体外受精，有精子与卵细胞的融合，属于有性生殖方式。

4．目前，人们可以通过体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术实现用普通黄牛繁育优质奶牛的目标。

(√)体外受精【问题导思】①如何进行卵细胞的采集与培养？②如何进行精子获能前的处理？1．卵母细胞的采集和培养动物种类卵母细胞的采集方法采集后的培养实验动物，如小鼠、兔以及家畜猪、羊等超数排卵用促性腺激素处理雌性动物，使其排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精大家畜或大型动物，如牛、马等从屠宰后母畜卵巢上采集卵母细胞从刚屠宰的母畜体内摘出卵巢，经洗涤、保温后，在无菌条件下用注射器或真空泵抽吸卵巢表面一定直径卵泡中的卵母细胞。

也可对卵巢进行切片，收集卵母细胞从活体卵巢中采集卵母细胞借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜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进行体外受精2.精子的采集和获能(1)收集精子的方法主要方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。

(2)精子获能前的处理：离心处理。

因为精液由精子和精清(精浆)两部分组成，精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。

精子获能处理前进行离心处理，目的是除去精清以利于精子获能。

(3)对精子进行获能处理方法名称方法的内容适用对象培养法将取自附睾的精子放入人工配制的获能液中，培养一段时间啮齿动物、家兔、猪等化学诱导法将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中进行诱导牛、羊等家畜超数排卵技术的关键1．超数排卵处理所用的激素为促性腺激素，只能注射不能口服，原因是促性腺激素为肽类化合物，口服时会因消化道的消化作用而失去原有效用。

2．掌握卵子进入输卵管和卵子在输卵管中维持受精能力的时间，一般要求在卵子具有旺盛受精能力之前冲取。

(2013·黄冈高二检测)据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题：(1)体外受精的过程主要包括____________________、____________________及受精等几个步骤。

(2)精子采集的方法主要有________、________和________。

获能的方法有____________和__________。

(3)体外采集小鼠的卵子常用()A．超数排卵处理法B．活体采卵法C．从早期胚胎中采集D．从屠宰后母畜卵巢中采集(4)请用一个流程图表示体外受精过程。

【思维导图】【精讲精析】本题考查哺乳动物体外受精的过程，体外受精的步骤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，精子的采集方法主要有假阴道法、手握法、电刺激法，获能方法主要有培养法和化学诱导法；卵子的采集方法主要有：对实验小型动物超数排卵处理法、对大家畜或大型动物采用活体采卵法和从屠宰母畜的卵巢中采集。

【答案】(1)卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(2)假阴道法手握法电刺激法培养法化学诱导法(3)A(4)胚胎的早期培养【问题导思】①培养液的主要成分有哪些？②“试管牛”的生产流程主要有哪几步？1.哺乳动物胚胎培养液成分⎩⎨⎧两“盐”：无机盐和有机盐两“素”：维生素和激素两“酸”：氨基酸和核苷酸一“清”：动物血清 2．培养液的作用用于受精卵的继续培养，以检查受精的情况、受精卵的发育能力。

3．“试管牛”工厂化生产的技术流程图4．动物胚胎培养液成分与动物细胞培养液成分比较 项目动物胚胎培养液 动物细胞培养液 盐类 无机盐、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 促生长因子特有成分 血清血清、血浆 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【思维导图】【精讲精析】本题考查动物早期胚胎培养的知识。

解题关键是掌握动物早期胚胎培养的培养液的成分、胚胎移植的时期、对早期胚胎的处理等知识。

进行胚胎早期培养的发育营养液，与动物细胞培养液相似，但成分稍复杂。

【答案】 B试管动物与克隆动物比较【问题导思】①试管动物与克隆动物有哪些区别？②试管动物与克隆动物的后代在遗传性状上分别有什么特点？试管动物克隆动物生物原理或技术体外受精、胚胎移植细胞核的全能性、核移植发育起点受精卵核移植后的重组细胞生殖类型有性生殖无性生殖后代遗传性状的继承特点后代继承提供遗传物质的双亲的特性几乎全部性状与提供核的亲本的性状一样(2013·佛山高二检测)下列说法正确的是()A．试管牛是无性繁殖的产物B．试管苗是有性生殖的产物C．克隆牛是无性生殖的产物D．转基因牛是有性繁殖的产物【审题导析】有性生殖与无性生殖本质区别：有无两性生殖细胞的结合。

【精讲精析】试管牛——体外受精产生；试管苗——植物组织培养产生；克隆牛——核移植产生；转基因牛——基因工程产生。

【答案】 C本课知识小结网络构建结论语句1．由超数排卵采集的卵母细胞已在体内发育成熟，不需培养可直接与获能的精子受精，而未成熟卵母细胞需要在体外培养成熟。

2．胚胎早期培养所用培养液成分较复杂，除了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．收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。