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第37讲　胚胎工程
[课程导学]
内容要求 4.3.1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。4．3.2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
与旧教材对比 删：①精子的发生与卵子的发生；②卵母细胞的采集和培养；③精子的采集和获能；④胚胎的早期培养。改：①受精阶段内容简化；②胚胎移植的基本程序内容精减。淡化：胚胎移植的生理基础改为“思考·讨论”。
考点一　胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程
2．受精
(1)概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
(2)场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
(3)阶段
①受精前的准备阶段
　a．精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
b．不同动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
②受精阶段
　(1)卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
(2)减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都是在雌性动物的输卵管中进行的。
3．胚胎早期发育
(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。(　　)
(2)次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ完成于排卵前后，场所是卵巢内。(　　)
(3)受精完成的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。(　　)
(4)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。(　　)
(5)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。(　　)
(6)胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期。(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
1．(选择性必修3 P56相关信息改编)进行体外受精时，将卵母细胞取出后，________(填“是”或“否”)应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？__________________________________________________________。
提示：是　从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，可能尚未完成减数分裂Ⅰ，应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段
2．(选择性必修3 P58相关信息)判断卵子是否受精的标志：__________________________________________________________________。
提示：观察到两个极体或者雌、雄原核
3．(选择性必修3 P59拓展应用T1)精母细胞在变成精子的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。_______________________________________。
提示：细胞核和线粒体都是精子结构中的重要组成部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，参与精卵结合，是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心；而线粒体则是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所，精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘，可以为精子的运动提供能量，使其能够到达卵子处完成受精
突破1 受精准备阶段及受精阶段
核心素养 生命观念
1．下图为哺乳动物(2n)的卵原细胞进行减数分裂及之后的生理过程示意图，下列说法正确的是(　　)
A．细胞Ⅱ是初级卵母细胞，细胞内含有4个染色体组
B．图中减数分裂的整个过程都在卵巢中进行
C．处于减数分裂Ⅱ前期的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力
D．细胞Ⅳ卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂
解析：选D。由题图中过程可知，细胞Ⅱ是初级卵母细胞，虽然染色体已复制，但染色体数目没有变化，所以细胞内仍为2个染色体组，A错误；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的，精子与卵子结合形成合子的过程称为受精，在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成，B错误；处于减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力，C错误；细胞Ⅳ为受精卵，其卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂，D正确。
2．下图表示精子入卵后，发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是(　　)
A．图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂Ⅱ
B．经图中Y过程只形成了雌原核
C．精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶
解析：选B。经图中Y过程，除形成雌原核外，还形成极体，B错误。
受精过程中的“两道屏障”
　
突破2 胚胎的早期发育
核心素养 生命观念
3.(2022·江苏泰州高三测试)下图表示利用体外受精等技术培育牛的过程，下列有关叙述错误的是(　　)
A．一般通过注射性激素对性成熟的雌牛进行超数排卵处理
B．②过程可在专用受精溶液中进行，该过程与细胞膜的流动性有关
C．③过程中细胞增殖的方式是有丝分裂，细胞中有机物总量减少
D．④过程表示胚胎移植，图示过程中移植的胚胎一般发育到桑葚胚或囊胚阶段
解析：选A。一般通过注射促性腺激素对性成熟的雌牛进行超数排卵处理，A错误。
4．下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：
(1)写出胚胎发育各个阶段的名称：
A：________________，B：________________。
(2)写出图中各标号的名称：
①________________，②________________，
③________________，④________________。
(3)A时期的细胞具有发育上的________________性，B时期开始出现________________。
(4)②将来发育成________________________。
(5)动物胚胎是由受精卵经有丝分裂形成的，受精卵由一个精子和卵子结合，防止多精入卵受精的两道屏障分别是________________和________________。
答案：(1)桑葚胚　囊胚　(2)滋养层　内细胞团　透明带　囊胚腔　(3)全能　细胞分化　(4)胎儿的各种组织　(5)透明带反应　卵细胞膜反应
考点二　胚胎工程技术及其应用
1．胚胎工程技术：包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
2．体外受精
(1)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。
(2)体外受精过程
(3)体外受精的意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
　体外受精技术并非胚胎自始至终都在体外发育，而是胚胎发育的初期在培养皿或试管中，培养一段时间后需移植到母体内继续发育。
3．胚胎移植
(1)对象：通过体外受精及其他方式得到的胚胎。
(2)条件：同种的、生理状态相同的其他雌性动物。
(3)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。
(4)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。
(5)基本程序
　体外受精、体内受精形成的胚胎进行胚胎移植属于有性生殖，动物体细胞核移植形成的胚胎进行胚胎移植属于无性生殖，即判断胚胎移植为何种生殖方式时，关键是看胚胎通过何种方式获得。
(6)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。
4．胚胎分割
(1)概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。
(3)繁殖方式：无性生殖。
(4)特点：后代遗传性状相同。
(5)操作程序
①选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。
②用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。
③对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不同。分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。
④还可用分割针分割滋养层，做DNA分析，鉴定性别。
(1)试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和主要性状与核供体相同。(　　)
(2)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。(　　)
(3)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精。(　　)
(4)胚胎移植两次检查的目的：一是对收集胚胎的质量检查；二是移植后对受体母畜是否妊娠的检查。(　　)
(5)胚胎分割时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。(　　)
(6)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。(　　)
(7)对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
(7)×
1．(选择性必修3 P62相关信息)超数排卵是指应用外源________，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
提示：促性腺激素
2．(选择性必修3 P62思考·讨论)胚胎移植的生理学基础：
提示：同种动物　生理变化　游离　免疫排斥　遗传特性
突破1 体外受精和胚胎移植
核心素养 生命观念
1．(2020·高考山东卷)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是(　　)
A．用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B．体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
解析：选C。胚胎移植前要检查胚胎质量，不同动物胚胎移植的时间不同，例如牛、羊一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段才进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，C错误。
2．(2022·山东济宁一模)牛胚胎移植实验的主要流程如下图所示，下列相关叙述正确的是(　　)
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→⑥子代小牛
A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的成熟卵细胞
B．③过程以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚阶段
D．⑤过程能否成功主要取决于供、受体生理状况是否一致
解析：选D。①过程需要注射有关激素(促性腺激素)，目的是获得更多的卵母细胞，但此时所获得的卵母细胞还未完成减数分裂，是不成熟的，A错误；③过程是以哺乳动物早期胚胎处于游离状态为前提，B错误；④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段，C错误；⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性，D正确。
胚胎移植的三个关键环节
(1)移植胚胎必须在原肠胚之前进行，但不能直接移植受精卵。
(3)胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。　
突破2 胚胎分割技术及其应用
核心素养 生命观念、社会责任
3．(2022·宁夏银川期末)下图是科学家采用不同的方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，回答下列有关问题：
(1)图中A牛和B牛的性别________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)。
(2)c过程一般是将发育到______________(阶段)的早期胚胎进行处理，再植入受体内。操作过程中应注意将③________________均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，该技术的意义在于__________________________________
____________________________________________________________。
(3)用于移植的胚胎除了图中所示的途径，还可以来自________；胚胎移植能否成功依赖于一定的生理学基础，__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，为胚胎的收集提供了可能。
(4)图中C牛的培育过程属于________生殖，D牛的培育过程属于________生殖。(填“有性”或“无性”)
答案：(1)相同　(2)桑葚胚或囊胚　内细胞团　提高胚胎的利用率　(3)核移植　早期胚胎(在一定时间内)不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态　(4)有性　有性
胚胎移植的易错点归纳
(1)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状保持不变。
(2)胚胎移植成功的两个条件：①同种动物之间；②供、受体生理状态要相同。
(3)两次处理：①用激素(主要是孕激素)对供体(雌性个体)和受体进行同期发情处理；②用促性腺激素对供体(雌性个体)进行超数排卵处理。　
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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