师:同学们,我们今天来学习高二人教版选择性必修三第二章胚胎工程第二课时的内容。先回顾上节课,上节课我们学了胚胎工程第一课时——胚胎工程的理论基础,重点学习了受精过程和早期胚胎发育过程,基于此理论基础,借助胚胎工程技术大量繁殖优良家畜品种正逐步成为现实。那胚胎工程的技术有哪些呢?这节课我们就接着上节课内容,继续学习胚胎工程的技术及其应用。胚胎工程技术包含内容丰富,目前在医学和生产中应用较多的是体外受精、胚胎移植和胚胎分割等,借助这些技术能进一步挖掘动物繁殖潜力。下面我们就来学习这三种技术。同学们,听说过试管牛、试管羊吗?试管婴儿是通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后再移植的个体。这个过程首先要做的就是体外受精。什么是体外受精呢?就是在体外模拟动物自然受精,通过操作使精卵受精。哺乳动物体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。请同学们观看哺乳动物体外受精过程的示意图。
第一部分是从卵巢采集卵母细胞,通过对新鲜和解冻的精液进行离心获取精子。请同学们回顾上节课所学自然受精过程,思考收集到的卵母细胞和精子能马上用于体外受精吗?
生:不行。
师:对,受精前需要进行准备阶段,包括卵子的准备和精子的获能。所以体外受精也要模拟体内受精条件,将体外收集到的卵母细胞进行成熟培养。一般要培养到什么时期呢?
生:减数分裂二期。
师:对,培养到减数分裂二期的卵母细胞才具备与精子受精的能力。获取的精子同样要进行获能处理,才能获得受精能力。受精前准备阶段完成后,怎么实现受精呢?
生:将成熟卵母细胞和获能精子置于适当培养液中共同培养一段时间。
师:没错,促使它们完成受精形成受精卵。下一步进行受精卵的培养,受精卵进入胚胎早期发育。总结起来,就如流程图所示。体外受精有什么意义呢?
生:是提高动物繁殖能力的有效措施,还能为胚胎移植提供可用胚胎。
师:通过体外受精得到的受精卵能在培养液中直接发育成哺乳动物个体吗?
生:不能。
师:对,因为胚胎发育所需条件极为复杂,目前还无法在体外创造胚胎发育所需的各种条件。所以经过体外受精得到的受精卵会在体外培养,经历胚胎早期发育形成早期胚胎,最后要利用胚胎移植技术将其移植到雌性动物体内产生后代。通过刚才描述,同学们能说说什么是胚胎移植吗?
生:将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
师:进行移植的胚胎可以是体外受精得到的,也可以是通过转基因、核移植等其他方式得到的。在移植过程中,提供胚胎的个体叫供体,一般选具有优良性状、生产能力强的个体;接受胚胎的个体叫受体,一般选有健康体质和正常繁殖能力的个体。胚胎移植就是把供体的胚胎移植到受体个体内继续发育的过程。接下来以牛的胚胎移植为例学习其过程,请同学们观看示意图。第一步做什么?
生:选择优良供体母牛和受体母牛进行同期发情处理。
师:第二步呢?
生:单独对供体母牛进行超速排卵处理,选择优良公牛与其配种或人工授精。
师:第三步呢?
生:收集供体的胚胎进行检查、培养和保存。
师:第四步?
生:移植胚胎到受体。
师:第五步呢?
生:对受体进行妊娠检查。
师:通过这些过程,最终受体牛会生下具有优良性状的后代。总结起来就如流程图所示。请同学们思考并回答以下问题,胚胎移植过程中的两次处理是什么?目的是什么?
生:两次处理分别是对供体和受体进行同期发情处理,对供体进行超速排卵处理。同期发情处理目的是为移入受体的供体胚胎提供相同生理环境,超速排卵处理是为了诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
师:胚胎移植过程中的两次检查是什么?
生:两次检查分别是将收集到的胚胎进行质量检查,对受体是否妊娠进行检查。
师:请同学们结合牛胚胎移植过程,思考与讨论以下问题。将检验合格的胚胎移植到任何一个受体子宫内,胚胎都能正常发育吗?如果不能,在胚胎移植前应对受体做怎样的处理?
生:不一定能正常发育,一般要将检查合格的胚胎移植到生理状况相同的同种受体子宫内,胚胎才能继续发育。所以移植前要对受体进行同期发情处理,使受体为供体胚胎提供相同生理环境。
师:受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应呢?
生:受体对来自供体的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,所以胚胎移植才能实现。
