标签: 2019-2020年高中生物32体外受精和早期胚胎培养难点剖析新人教版选修3  
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doc 2019-2020年高中生物 32体外受精和早期胚胎培养难点剖析 新人教版选修3 知识·巧学 一、从试管牛说起 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,再经过移植产生后代的技术。 实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是体外受精和胚胎的早期培养。 二、体外受精 1.卵母细胞的采集和培养 (1)对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等的卵母细胞进行采集时,可先用促性腺激素处理,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。 (2)对于大家畜,可以屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞。 (3)从活体动物的卵巢中吸取卵细胞,叫活体采卵。需借助超声波仪器、内窥镜或腹腔镜等工具。 后两种方法所采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。 知识拓展 卵母细胞的采集方法有哪些? (1)超数排卵:雌性动物用促卵泡素和促黄体素处理后,从输卵管中冲取成熟卵子可直接与获能精子受精。 (2)从活体卵巢中采集卵母细胞:在家畜中,活体采集的卵母细胞一般要经成熟培养后才能与精子受精。 (3)从屠宰后的母畜卵巢上采集卵母细胞:用此方法获得的卵母细胞多数处于生发泡期,需要在体外培养成熟后才能与精子受精。从废弃卵巢中采集卵母细胞的关键是注意卵巢的保温和防止细菌污染。 2.精子的采集和获能 (1)收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法等。 (2)精子体外获能的方法:培养法和化学诱导法。 3.受精 获能的精子和培养成熟的卵子,可以在获能溶液或受精溶液中完成受精过程。 三、胚胎的早期培养 胚胎培养液成分: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。 胚胎发育到适宜阶段,可以取出向受体移植或冷冻保存。 深化升华 “试管牛”工厂化生产的技术流程图: 问题·探究 问题1 受精技术有什么新突破? 探究:科学家发现新的方法能够预测哪个胚胎能够健康地发育,直到可以用于植入母亲子宫中。 目前体外受精的成功率不高,而这一技术将能够有效地提高其成功率。研究者将受精两天后的胚置入含有氨基酸的培养基中,并将其放入实验室观察它们吸收和产生氨基酸的过程。结果发现健康的胚胎同不健康的胚胎有很大一个不同点,那就是健康胚胎的新陈代谢更加“安静”。 专家称这项技术对胚胎完全无害,并能大大提高体外受精的成功率。 问题2 如何选择用于体外培养的卵母细胞? 探究: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。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。 问题3 动物细胞培养基与植物细胞培养基有什么区别? 探究:(1)两种培养基所含成分不同 动物细胞培养基:通常含有葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐、维生素、动物血清等。 植物细胞培养基:在人工合成的培养基中,包含植物生长和发育所需要的全部营养成分,包括矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加剂等。 (2)动物细胞培养基的独特之处 ①液体培养基; ②其成分中含有动物血清。 典题·热题 例1 哺乳动物的体外受精主要包括哪些主要的步骤(  ) ①卵母细胞的采集 ②卵细胞的采集 ③精子的获取 ④受精 ⑤初级精母细胞的获取 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.③④⑤ 解析:哺乳动物的体外受精包括以下步骤:采集卵母细胞,而不是直接采集卵细胞,因为卵细胞的形成是在受精作用进行时,从母体中不能直接采集到卵细胞;精子的形成周期只有两个月左右,所以从父本中采集精子,而不是采集初级精母细胞;将采集的卵母细胞与精子结合,即完成受精作用。 答案:C 例2 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.一定的养料和激素 解析:动物细胞离体必须在无菌条件下培养,在细胞分裂过程中,需要适宜的温度、一定的营养物质和激素等,但不需要阳光。 答案:C 拓展延伸 胚胎早期培养需要用液体培养基,此培养液的成分应当包括水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸等营养物质,还应当加有血清或血浆等。 例3 试管动物技术可以解决下列哪些问题(  ) A.治疗某些遗传病 B.提高动物的抗病力 C.增加动物的多样性 D.提高良种家畜的繁殖力 解析:试管动物技术可以解决某些不孕症者的生育问题,提高良种家畜的繁殖力。主要是通过体外受精和胚胎移植到代理“母亲”的子宫内发育。遗传病主要是通过基因疗法来治疗,提高动物的抗病力是通过提高免疫能力,而要增加动物的多样性需要培育新的动物品种,这些问题都是不可能通过试管动物技术解决的。此题是现代生殖技术在生产、生活中的应用,大家在学习中要关注社会发展的热点,关注现代科技在生物领域的应用。 答案:D 例4 采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。以下原因不正确的是(  ) A.卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程 B.动物排出的卵子成熟程度不同 C.体外人工培养至减数第二次分裂中期时,才算成熟 D.冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大 解析:冲出的卵子还不成熟,只有培养至减数第二次分裂中期时,才具有与精子受精的能力。在此之前,也要经历类似精子获能的处理。冲出的卵子大多只进行了减数第一次分裂,有的还是初级卵母细胞,要获得受精能力需要体外条件继续培养。 答案:D

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