(共23张PPT)
体外受精和早期胚胎培养
人教版 高二级下
21世纪教育网（www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
教学目标
导入新课
青海海北首例“试管羊”满月
2013年11月29
旭日干院士培育出世界首例试管山羊和国内首胎、首批试管绵羊、试管牛
试管牛
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，再经移植产生后代技术。
给大家展示一组数据，看看你能发现什么问题？
品种 我国奶牛 良种奶牛
产奶量 3000Kg 10000Kg
品种 我国蒙古黄牛 澳大利亚纯种海福特牛(两岁)
体重 300Kg 800Kg
我国怎样能得到大量的优质牛呢？
教学目标
新课讲解
阅读P69～73内容：
请大家来扮演胚胎工程专家，共同模拟研究大家试管牛工厂化生产的技术流程图，利用10分钟的时间通过阅读教材P69-73，5分钟自主完成图解。
一、体外受精
用 理，使其 排卵，从 中冲取卵子。
1.卵母细胞的采集和培养
（1）对实验动物：
（2）对大家畜或大型动物：
用促性腺激素处理
超数
输卵管
从屠宰场 的卵巢中采集。
已屠宰母畜
直接从 的卵巢中吸取卵母细胞。
活体动物
（超数排卵法）
（从卵巢中取卵）
牛卵巢
牛卵巢中采卵
超声波引导法：
借助超声波探头和屏幕的引导，从活母畜卵巢采集卵母细胞。
操作员先将带有超声波探头和采卵针的采卵器通过阴道插入子宫，同时通过将卵巢贴在探头上。根据B超屏幕所显示的卵泡位置，利用采卵针穿刺卵泡并同时抽吸卵母细胞。
卵母细胞的成熟培养：CO2培养箱
B超活采仪
有 法、 法和 等方法。
2.精子的收集和获能[]
假阴道 手握 电刺激
（1）收集的方法:
（2）获能处理:
法：把精子放入 液中。
法：把精子放入一定浓度 溶液或
溶液中。
培养
化学
适用对象：（啮齿动物、家兔和猪）
适用对象：（牛、羊等家畜）
获能
肝素
钙离子载体A23187
另：啮齿类实验动物→处死→附睾尾收集
常见假台畜
3.受精
获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在
或专用的
完成受精过程。
获能溶液
受精溶液
？
？
（中期）
二、胚胎的早期培养
两盐：无机盐和有机盐
两酸：氨基酸、核苷酸
两素：维生素、激素
一血清：动物血清
培养液成分：
培养目的：
检查受精状况和受精卵发育能力
不同动物胚胎移植时间不同
桑椹胚或囊胚阶段
卵裂期或囊胚
8个或16个细胞阶段
胚胎培养发育到适宜阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
牛、羊：
小鼠、家兔：
试管婴儿：
教学目标
巩固提升
“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。据此回答：
（1）“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是
（ ）
A.有性生殖 B.组织培养 C.克隆技术D.基因工程
（2）“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？_______（填序号）
①体外培养 ②人工授精 ③胚胎移植 ④核移植
A
①②③
教学目标
课堂小结
体外受精技术经过20多年的研究，已经取得很大进展。牛体外受胚胎的工厂化生产已经成为了可能。这节课我们学习了一门技术——试管动物技术，重点要求我们要掌握体外受精的主要步骤和胚胎早期培养的条件。
胚胎移植
采集卵母细胞
体外培养
采集精子
体外获能
体外受精
早期胚胎培养
受体牛
小
结
（时期： ）
1）超数排卵（试剂）
2）活体取卵（仪器）
3）从屠宰的卵巢取卵
方法①②③
（方法，试剂）
（试剂）
（培养条件、目的阶段）
成熟的卵子
获能的精子
MII中期
方法
谢 谢！
21世纪教育网（www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
有大把优质资料？一线名师？一线教研员？赶快加入21世纪教育网名师合作团队吧！！月薪过万不是梦！！
详情请看：http://www.21cnjy.com/zhaoshang/21世纪教育网 –中小学教育资源及组卷应用平台
人教版生物选修3
3.2《体外受精和早期胚胎培养》教学设计
课题 体外受精和早期胚胎培养 单元 3.2 学科 生物 年级 高二级
学习目标 1. 知识与技能
（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；
（4）能够使用通俗语言介绍体外受精和早期胚胎培养技术。
2. 过程与方法
本节内容我采用的学习方法，以“试管牛”为例，让学生以胚胎学家的身份去思考，去探究，从而激发学习兴趣、培养能力、获取知识。注意搜集相关“试管牛”技术及其发展的资料，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。
3. 情感态度与价值观
在学习中，积极参与搜集资料信息，并结合“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。
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 1. 卵母细胞的采集和培养；2. 精子的采集和获能。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过多媒体向学生展示试管牛、试管羊等试管动物。让学生分析资料思考系列问题： 你听过试管牛、试管羊吗？你知道什么是试管动物技术？发展这种技术有什么意义呢？ 学生思考、分析、回答问题 引出试管动物技术及体外受精在家畜繁殖中的重要意义。
讲授新课 给大家展示一组数据，看看你能发现什么问题？品种我国奶牛良种奶牛产奶量3000Kg10000Kg品种我国蒙古黄牛澳大利亚纯种海福特牛(两岁)体重300Kg800Kg师：既然如此，我国怎样能得到大量的优质牛呢？请同学们谈谈你们的方案。师：大家对上述同学的几个方案进行评价，看看有哪些缺点和优点？同学们可以从课本P69找到一些依据。 师：谁来评价第一种方案？ 师：第二种方案呢？ 师：细胞核移植呢？师：如何解决这个难题呢？师：要实现这个美好设想，需要付出艰苦努力，需要开发相应的技术。首先要做的就是体外受精和早期胚胎的培养。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，利用10分钟的时间通过阅读教材P69-73，5分钟自主完成图解。 师：下面让我们的胚胎工程小专家来给大家讲解试管牛生产的各个环节。师：首先请胚胎工程小专家1给我们介绍技术流程的第一个研究题目：卵母细胞的采集和培养。（老师引导时强调实验动物、大型动物采用的方法）师：首先请胚胎工程小专家2给我们介绍技术流程的第二个研究题目：精子的采集和获能。（老师引导时强调收集精子的方法种类、精子获能的方法有哪些）师：首先请胚胎工程小专家3给我们介绍技术流程的第三个研究题目：受精。（老师引导时强调在受精溶液中完成受精）师：首先请胚胎工程小专家4给我们介绍技术流程的第四个研究题目：早期胚胎的培养。（老师引导时强调早期胚胎培养的目的、培养液的成分、不同动物胚胎移植的时间）师：最后请胚胎工程小专家5给我们画出“试管牛”工厂化生产的技术流程图解。 学生阅读。生：我国很多牛的品种，产肉量和产奶量与国际上的优良品种差距很大。生：引进优质牛；少量引进，自然繁殖；细胞核移植；体外受精和早期胚胎培养。学生阅读课本P69。生：价格太高，买一头优质牛需要3万-5万元，消费不起。生：牛的生育率很低，一头牛一胎只产一头犊牛，一生只能生育四五次。不划算所以排除。生：细胞核移植技术难度很大，不容易成功。生：采集牛的精子和卵母细胞，让他们在体外受精并发育成胚胎，再移植到本地牛体内发育。学生阅读课本，完成相关基础知识的填写并试着画出试管牛工厂化生产的技术流程图。学生对着白板，边指着相关图解边讲解。学生1介绍卵母细胞的采集和培养。学生2介绍精子的采集和获能。学生3介绍受精的过程。学生4早期胚胎的培养。学生5画出“试管牛”工厂化生产的技术流程图解。 通过比较我国和国外良种牛，让学生知道我国牛与国际上良种牛的差距，从而寻找我国生产良种牛的方法。明确体外受精和早期胚胎培养的意义。老师让学生组合成课题小组，选定研究题目，与大家分享观点，老师指导同学们相互交流，并点评、补充。通过胚胎工程小专家的讲解，使学生对本节课的知识有着更多更全面的了解。
备课资料：1.卵母细胞的采集和培养。通常分为三种方式。第一种是超数排卵，实验动物如小鼠、兔以及家畜猪、羊等，其方法是用促性腺激素处理，使他们超数排卵，然后从输卵管中冲取成熟卵子，直接与获能的精子受精。第二种方法是活体采卵，大型家畜如牛、马等，技术人员利用超声波探测仪、腹腔镜和内窥镜等从活体卵巢中采集卵母细胞。以超声波探测仪为例，通过阴道壁将吸卵针插入卵巢中，借助超声波图像，从大卵泡中吸取卵母细胞，这种方法采集的卵母细胞需要在体外培养至减数第二次分裂的中期才能与获能的精子受精。第三种方法是从屠宰后母畜卵巢上采集卵母细胞，比如说牛的卵巢。 这种方法获得的卵母细胞也需要在体外培养至成熟后才能与获能的精子受精。这种方法的关键在于卵巢的保温和防止细菌的污染，所以要用生理盐水或磷酸缓冲液进行冲洗，然后放入保温瓶中，还需要在溶液中加入一定的抗生素，防止细菌污染。这种方法的最大优点是成本低，材料来源丰富，但确定母畜的系谱较为困难。2.卵母细胞的选择。卵母细胞要求形态规则，细胞质均匀，外围有多层卵丘细胞紧密包围。 卵母细胞有三层以上卵丘细胞紧密包围，细胞质均匀或是卵母细胞质均匀，卵丘细胞层低于三层或部分包围卵母细胞才可以被选用，也就是说并不是所有的卵母细胞都适合体外培养受精，根据需要，选择质量符合要求的才可以。接下来进行卵母细胞的成熟培养。通过超数排卵获取的卵母细胞已经在体内发育成熟，不需要进行体外培养，可以直接与获能的精子受精。对于未成熟的卵母细胞需要在体外进行培养成熟，培养时，先将卵母细胞放入培养皿中，然后在实体显微镜下经过挑选和洗涤后，放入成熟培养液中培养。通常采用微滴培养法，卵母细胞移入小滴后放入二氧化碳培养箱中培养，其条件是39℃、100%湿度以及含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的PH。培养成熟后，用DNA特意性染料染色后，用显微镜进行观察，课件卵母细胞处于减数第二次分裂中期，这就是我们要求的卵母细胞。3.精子的收集。有三种方法，第一种是假阴道法，适用于大型动物；第二种是手握法，适用于体型较小易于控制的动物；第三种是电刺激法，这种方法适用于经济动物和野生动物。精子收集后不能马上受精，必需经过获能。获能有两种方法：培养法和化学诱导法。培养法适用于啮齿动物、家兔和猪等；化学诱导法主要适用于大型动物。培养法的操作方法是将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间；化学诱导法的操作方法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中培养。4.体外受精。精子和卵子进行体外受精时有一定的要求，首先是在受精前要对精子进行获能处理。新鲜或冷冻的精液是由精子和精清两部分组成，精清中含有能抑制精子获能的物质，所以要对精子精心离心处理，目的是除去精清以利于精子的获能。卵母细胞要在体外培养至减二中期，这时成熟的卵母细胞就可以与获能的精子进行体外受精，这个过程一般在获能液中进行。经过体外受精得到受精卵，然后进行受精卵的培养。5.早期胚胎培养。早期胚胎需要放到发育培养液中培养，其成分有无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等，然后放入胚胎培养箱中。我们之前学过动物细胞培养液，与发育培养液的成分的区别是：前者含的盐类是无机盐和微量元素，后者是无机盐和有机盐；前者含的营养物质是糖和氨基酸，后者是氨基酸和核苷酸；前者含的调节物质是促生长因子，后者是维生素、激素；前者的特有成分是血清、血浆，后者是血清。 早期胚胎培养好了就可以进行移植，而移植需要选择适当的时间，不同的动物移植的时间也是不一样的，比如说牛和羊可以在桑椹胚或囊胚时期移植，对人来说可以更早一些，8-16个细胞阶段。胚胎进入母体内就可以发育成个体。全班同学在每一位同学讲解完后，都会给予热烈的掌声。6.“试管牛”工厂化生产的技术流程。培养优良品种的牛，首先向优良母牛中注射促性腺激素，促进其超数排卵，采集其卵母细胞并培养至成熟。然后从优良公牛中采集精子，然后使其获能，在体外完成受精就得到良种受精卵，体外继续进行早期胚胎培养至桑椹胚或囊胚。这时候我们有两种选择，如果培养的是肉牛，不论公母都可以，可以直接进行胚胎移植到母畜体内就可以生产出良种肉牛。如果生产的是奶牛，我们知道只有母牛才能产奶，所以要进行性别鉴定，确定是雌性之后才可以进行胚胎移植，这样就可以得到良种雌性奶牛。
课堂小结 师：体外受精技术经过20多年的研究，已经取得很大进展。牛体外受胚胎的工厂化生产已经成为了可能。这节课我们学习了一门技术——试管动物技术，重点要求我们要掌握体外受精的主要步骤和胚胎早期培养的条件。 同学们完成课堂小结。 对本节所学知识进行概括，明确所学的主要内容
板书
卵母细胞的采集和培养
体外受精
精子的采集和获能
受精
胚胎的早期培养
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 版权所有@21世纪教育网(www.21cnjy.com)
