3.2 体外受精和早期胚胎培养
目标导航 1.根据卵子、精子的形成过程以及示意图，说出卵母细胞、精子的采集和培养方法，简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤和过程。2.结合哺乳动物胚胎发育的特点，概述动物早期胚胎培养的方法。
重难点击 1.卵母细胞、精子的采集和培养方法。2.体外受精技术的主要操作步骤和过程。3.动物早期胚胎培养的方法。
课堂导入
方式一：“超时空女婴”
1986年白血病患者克里斯在16岁时(接受放疗前)冷冻了部分自己的精子。2008年，克里斯与妻子梅洛迪决定用22年前保存的冷冻精子接受试管受精手术。2008年6月，医生从梅洛迪的卵巢中提取出15枚卵子。最后共有7枚卵子受精发育成胚胎，医生将两枚胚胎植入到梅洛迪的子宫中。2009年2月25日，梅洛迪在一家医院中顺利生下了3.37千克重的女婴斯特拉。
美国医学专家称，冷藏了22年的精子依然能够孕育生命，创下了一项世界医学史纪录，斯特拉也被称作是“来自1986年的超时空女婴”。如何进行体外受精及胚胎的早期培养，让我们一起来学习这些知识吧。
方式二：现状：国产奶牛：年均产奶量3 000公斤左右；国际良种奶牛：年均产奶量10 000公斤左右；我国蒙古黄牛：均重300 kg；海福特肉用牛：2岁体重可达800 kg。
如何实现良种牛快速大量繁殖呢？
问题：(1)引进一头良种成年奶牛需要3～5万元。(2)牛的生育率低，一头牛一胎只生一个，一生只能生育4～5次。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1 000倍左右。公牛产生的精子数目就更多了。
设想：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，这就是试管动物技术。
实现良种牛快速大量繁殖首先要做的是(体外受精)和(早期胚胎)的培养。
一、试管动物技术与体外受精
1.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)重要应用——良种培育：实现良种动物的快速大量繁殖。
(3)技术手段：首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。
2.体外受精
(1)基本步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(2)卵母细胞的采集和培养
(3)精子的采集和获能
①收集精子的方法：假阴道法(牛、马等体型大的动物)、手握法(猪、犬等体型较小的动物)、电刺激法(野生或经济动物)。
②精子体外获能的方法
(4)受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。合作探究
1.卵母细胞的采集和培养
(1)小型动物和大型动物的卵母细胞采集的方法是否相同？请举例说明。
答案不同。①小型动物采用促性腺激素处理，然后从输卵管中冲取卵子；②大型动物采用的主要方法是：
a.从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞，
b.活体采卵。
(2)采集到的卵母细胞是否都能直接与获能的精子受精？请分析原因。
答案并不是都可以直接与获能的精子受精。①通过促性腺激素处理的，从输卵管中冲取的卵子可直接与获能的精子在体外受精；②从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集的卵母细胞或者活体采卵得到的卵母细胞要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。
2.在体外，使精子获能的方法有哪些？
答案常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法。
3.从精子、卵子结合的场所分析体外受精和人工授精是否相同？请说明理由。
判断：________。(填“相同”或“不相同”)
理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案不相同体外受精是在体外完成精子、卵子的结合，而人工授精是在体内完成
1.判断正误
(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤( )
(2)收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等( )
(3)采集的卵母细胞可直接与精子受精( )
(4)精子体外获能方法有培养法和化学诱导法两种( )
答案(1)√(2)√(3)×(4)√
2.哺乳动物体外受精的过程是( )
①采卵②收集精子③卵母细胞的人工培养④精子获能处理⑤精子和成熟卵子在受精液中共同培养⑥精子用CaCl2处理⑦卵母细胞用一定浓度的肝素溶液处理⑧体外受精⑨受精卵培养
A.
B.
C.
D.
问题导析(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集与获能和受精几个主要步骤。
(2)一定浓度的肝素溶液是用于精子的体外获能。
(3)CaCl2溶液可用于基因工程处理细菌细胞，增加其细胞膜的通透性，以利于重组载体的导入。
答案 B
一题多变
(1)________(填序号)过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射____________促进雌性动物超数排卵。
(2)________(填序号)过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用。受精是在________溶液或专用的受精溶液中进行的，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行。
答案(1)①③促性腺激素(2)⑤⑧获能
二、胚胎的早期培养
1.培养液的成分
