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第5课时
胚胎工程
课标要求
1.简述胚胎形成经过了受精及早期胚胎发育等过程。
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。
考点一　胚胎工程的理论基础
考点二　胚胎工程技术及其应用
内容索引
重温高考 真题演练
课时精练
考点一
胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程的概念
归纳 夯实必备知识
早期胚胎细胞
雌性动物
自然受精
早期胚胎发育
2.受精
(1)概念：精子与卵子结合形成 (即受精卵)的过程。
(2)场所：哺乳动物的受精在 内完成。
合子
输卵管
(3)过程
雌、雄原核
获能
MⅡ期
透明带
卵细胞膜
(1)源于选择性必修3 P56“相关信息”：使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有 、 等。
(2)源于选择性必修3 P58“相关信息”：多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。
肝素
Ca2＋载体
3.胚胎早期发育
有丝分裂
增多
加或略有减小，每个细胞体积变小
并不增
子细胞形成致密的细胞团
胎儿的各种组织
胎膜和胎盘
表面的细胞层
向内迁移的细胞
4.孵化
(1)概念：囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义：如果不能正常孵化，胚胎就 。
透明带
无法继续发育
源于选择性必修3 P59“思考·讨论”：将体外培养的胚胎移植到子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎：小鼠： ；绵羊：16细胞；猪：4～6细胞；马： ；牛： 。
桑葚胚
囊胚
8～16细胞
1.受精是精子和卵子结合形成受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段；受精卵形成后进行有丝分裂，通过细胞分裂和分化，形成新个体。
(1)刚采集到的精子是否能与卵子立即结合完成受精作用？为什么？
提示　不能。刚采集到的精子还没有受精能力，必须先对精子进行获能处理，才能进一步受精。
(2)刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？
提示　不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
拓展 提升科学思维
(3)防止多精入卵受精的生理反应有哪些？有什么意义？
提示　两道屏障，一是透明带发生生理反应，二是卵细胞膜发生生理反应。防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
2.胚胎工程需要在体外条件下对动物早期胚胎发育条件进行模拟操作，因此了解早期胚胎发育的规律十分重要。思考回答以下有关胚胎早期发育的问题：
(1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的？
提示　有机物的总量不断减少，但有机物的种类增加。
(2)受精卵早期分裂时胚胎中DNA总量和每个细胞中核DNA含量有何变化？
提示　胚胎中总DNA含量逐渐增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
(3)胚胎早期发育过程中，具有全能性的时期有哪些？
提示　桑葚胚期及之前的时期。
1.(不定项)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指透明带反应，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
突破 强化关键能力
√
√
透明带的生理反应形成第一道屏障，卵细胞膜的生理反应形成第二道屏障；精子入卵后，精子的尾部脱落，原有的核膜破裂一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫作雄原核；与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。故Y过程既形成了雌原核，又形成了第二极体。
2.(2023·山东临沂高三期中)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是
A.卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加
B.孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来
C.滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
D.在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功
√
卵裂期的早期胚胎的总体积并没有增加，但是细胞数目在增加，该过程中每个细胞的核质比逐渐增大，同时胚胎中DNA总量逐渐增加，A正确；
孵化是指透明带破裂，囊胚从透明带中伸展出来的过程，B错误；
囊胚期的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，可用于性别鉴定，而内细胞团将会发育成胎儿的各种组织，C正确；
在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功，因为此时的胚胎处于游离状态，同时此时的胚胎全能性较高，D正确。
归纳
提升
(1)受精阶段的主要过程及生理反应
步骤 主要过程 生理反应
第一步 精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，接触卵细胞膜 透明带反应：阻止后来的精子进入透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障
第二步 精子入卵，尾部脱落 卵细胞膜反应：拒绝其他精子再进入卵内，是防止多精入卵受精的第二道屏障
归纳
提升
第三步 精子核膜破裂后形成新核，卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体 形成雄原核和雌原核：受精的标志
第四步 雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失 形成合子(受精卵)：个体发育的起点
归纳
提升
(2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
①有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。
②细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。
③细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
考点二
胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)过程
归纳 夯实必备知识
适当的培养液
MⅡ
获能
获能的精子
(2)意义
①提高 的有效措施。
②为 提供可用的胚胎。
动物繁殖能力
胚胎移植
2.胚胎移植
(1)概念
转基因、核移植和体外受精
同种的、生理状
态相同
遗传性状优良、生产能力强
健康的体质和正常
繁殖能力
(2)基本程序
人工
受精
收集
培养
胚胎的移植
(3)意义：充分发挥雌性优良个体的 。
繁殖潜力
(1)源于选择性必修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。
(2)源于选择性必修3 P62“思考·讨论”：胚胎移植的生理学基础
促性腺激素
同种动物
生理变化
游离
免疫排斥
遗传特性
3.胚胎分割
(1)概念
对象 早期胚胎
方法 机械方法
目的 获得 或多胎
特点 来自同一胚胎的后代具有_______________
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
同卵双胎
相同的遗传物质
(2)仪器设备：体视显微镜和 。
(3)材料：发育良好、形态正常的 。若分割囊胚阶段的胚胎时，要注意 。
(4)意义：促进 的繁殖，产生的遗传性状 的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；在胚胎移植前，进行 、__________
等，对于人工控制 、动物繁育健康后代具有重要意义。
显微操作仪
桑葚胚或囊胚
将内细胞团均等分割
优良动物品种
相同
性别鉴定
遗传病筛查
动物性别
1.胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置，因为通过体外受精或其他方式获得的胚胎，只有移植给受体才能获得后代，因此，胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。思考讨论下列问题：
(1)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？
提示　使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
拓展 提升科学思维
(2)在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？
提示　第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
(3)胚胎移植的优势是什么？
提示　可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(4)胚胎移植中的胚胎有哪些来源？
提示　体外受精、转基因技术或者细胞核移植技术等方式获得的胚胎都可供胚胎移植。
2.欲得到更多的后代，可进行胚胎分割，如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图，请据图思考讨论下列问题：
(1)上图①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么？
提示　常用来做DNA分析，鉴定性别。
(2)上图②过程得到的两个a经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗？
提示　不是，来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割移植可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(3)胚胎分割有什么意义？为什么要在桑葚胚或囊胚期进行分割？
提示　胚胎分割可提高胚胎利用率。选择桑葚胚期或囊胚期进行分割，是因为处于桑葚胚期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性，可以发育成完整个体。
3.(不定项)下列关于“试管牛”培养流程的叙述，正确的是
突破 强化关键能力
A.过程①可对供体母牛注射促性
腺激素，使其排出更多的卵子
B.过程②发生的标志是在卵细胞
膜和透明带的间隙观察到两个
极体或雌、雄原核
C.大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应
D.移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响
√
√
√
过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵，A正确；
过程②表示体外受精，在实际胚胎工程操作中，常以观察到
两个极体或雌、雄原核作为受精的标志，B正确；
胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的理论基础，C正确；
“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传性状取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。
4.(2023·辽宁本溪高三期末)近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限可能。下图为经体外受精和胚胎分割移植培育优良奶牛的过程。下列相关说法正确的是
A.体外受精所需的成熟卵子可以从母体卵巢中直接获取，但在受精前要对精子
进行获能处理
B.进行胚胎分割时，应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
C.胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D.胚胎在受体子宫内的发育过程中其遗传特性不受影响
√
卵巢中获取的卵细胞必须在体外培养到MⅡ期，才能与获能精子融合得到受精卵，A错误；
进行胚胎分割时，应选择发育到桑葚胚或囊胚时期的胚胎进行操作，B错误；
不同阶段的胚胎进行胚胎分割时，可采用的方法有一定的差别，若胚胎处于卵裂期可以采用酶解法或机械法，若处于囊胚期则只能运用机械法分割，C错误。
5.下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是
A.给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B.采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C.获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D.卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
√
给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵母细胞，A错误；
采集的卵母细胞要在体外进行成熟培养，然后才能与精子共同培养完成受精，B错误；
一般情况下，获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，C正确；
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，D错误。
归纳
提升
(1)比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 ①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；②都是有性生殖
归纳
提升
(2)胚胎移植中的三个关注点
①胚胎移植过程中两次使用激素：第一次是用激素对受体母牛和供体母牛进行同期发情处理；第二次是用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵。
②不同动物胚胎移植的时间不同：牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑葚胚前。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度高，移植成功率很低。
归纳
提升
③胚胎移植是有性繁殖还是无性繁殖，取决于胚胎的来源：若由受精卵发育而成，属于有性繁殖；若由核移植技术形成的重组细胞发育而成，或由胚胎分割获得，则属于无性繁殖。
三
重温高考 真题演练
1.(2020·山东，14)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
1
2
3
4
√
不同动物胚胎移植的时间不同，如牛、羊一般要培养到桑葚胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等可在更早的阶段移植，C项错误。
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2.(不定项)(2020·江苏，23)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是
1
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3
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A.为获得更多的囊胚，采用激素注射促
进雄鼠产生更多的精子
B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
√
√
√
哺乳动物进行体外受精时很容易获得大量精子，因为自然状态下雄性哺乳动物产生的精子数量就很多，A错误；
1
2
3
4
细胞分化是基因选择性表达的结果，不改变基因的种类和数量，细胞a和细胞b内含有的核基因相同，B错误；
细胞培养过程中分散细胞时，用胰蛋白酶等处理组织，分散得到单细胞悬液，不是破坏了细胞的膜蛋白，而是分解掉细胞间的黏连蛋白，C错误。
3.(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
1
2
3
4
(1)对1号猪使用___________处理，使其超
数排卵，收集并选取处在_______________________(时期)的卵母细胞用于核移植。
促性腺激素
减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)
为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于减数分裂Ⅱ中期。
1
2
3
4
(2)采集2号猪的组织块，用___________
__________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________。
1
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4
胰蛋白酶(胶
维持培养液的pH　
原蛋白酶)
常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行______。产出的基因编辑猪的性染色体来自____号猪。
1
2
3
4
分割
2
若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入
4号猪并正常表达，可采用的方法有______
(填序号)。
①DNA测序 ②染色体倍性分析
③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交
①④
为了判断目的基因是否被导入受体，可采用PCR等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交法进行检测。
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3
4
4.(2022·全国甲，38)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题：
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是_________________________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_________________________________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是_____________
____(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到_________时才具备与精子受精的能力。
1
2
3
4
加入抗冻剂(甘油)冷冻保存
刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精
肝素或Ca2＋载
体
MⅡ中期
精液可以加入抗冻剂(甘油)冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精，故在体外受精前要对精子进行获能处理。卵母细胞需要培养到减数分裂Ⅱ中期(MⅡ中期)才能具备与精子受精的能力。
1
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3
4
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有_____________
____________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
1
2
3
4
酸、核苷酸
维生素、氨基
进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是_________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________。
1
2
3
4
对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
1.判断关于受精作用和早期胚胎发育的叙述
(1)在自然条件下，受精在子宫中完成(　　)
(2)精子获能液常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等(　　)
(3)当精子入卵后，透明带立即发生生理反应，阻止后来的精子进入(　　)
(4)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(　　)
(5)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(　　)
√
五分钟　查落实
×
×
×
×
2.判断关于胚胎移植和胚胎分割的叙述
(1)在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理(　　)
(2)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚(　　)
(3)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(　　)
(4)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割(　　)
(5)做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞(　　)
√
×
√
×
×
3.填空默写
(1)(选择性必修3 P58)判断卵子是否受精的标志：_____________________
。
(2)(选择性必修3 P61)胚胎移植是___________________________________
__________________________________________________________________________。
(3)(选择性必修3 P61)供体母牛和受体母牛的选择标准为_______________
____________________________________________________________________________________。
观察到两个极体或者
雌、雄原核
指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
供体是遗传性状优良、生产能力强的个体，受体是有健康的体质和正常繁殖能力的个体，且二者必须是同一物种
(4)(选择性必修3 P62)胚胎移植的实质是_____________________________
。
(5)(选择性必修3 P62)胚胎移植的优势是_____________________________
。
(6)(选择性必修3 P62)胚胎分割是指_________________________________
。
早期胚胎在相同生理环境条件下
空间位置的转移
可以充分发挥雌性优良个体的繁
殖潜力
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
四
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1. (2023·山东滨州高三模拟)近日，我国研究团队利用一种新方法将人的多能干细胞在体外诱导转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞，类似于受精卵发育3天时的状态。下列说法正确的是
A.该胚胎样细胞处于囊胚期阶段，理论上可以进行胚胎分割并移植
B.该成果将助力实现人体器官的体外再生、解决器官短缺、移植排斥反应
等问题
C.该研究涉及生殖性克隆，需通过伦理审查，严格遵循我国法规和伦理准则
D.该过程中发生了细胞分化，体现了动物细胞核具有全能性
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由题意可知，该胚胎样细胞类似于受精卵发育3天时的状态，故该胚胎样细胞不是处于囊胚期阶段，A错误；
该研究属于治疗性克隆，不涉及生殖性克隆，C错误；
该过程是由多能干细胞诱变为全能干细胞，没有发生细胞分化，也没有体现动物细胞核具有全能性，D错误。
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2.下列关于人体胚胎发育过程的叙述，错误的是
A.胚胎发育过程中存在细胞衰老
B.受精卵发育成胎儿的过程体现了细胞全能性
C.神经系统发育过程通过细胞凋亡实现细胞数量的调整
D.胚胎干细胞分裂能力比皮肤细胞强与其特有的基因有关
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胚胎发育过程中有细胞分裂产生新的细胞，也有衰老的细胞，A正确；
受精卵发育成胎儿，体现了细胞(受精卵细胞)全能性，B正确；
细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，神经系统发育过程通过细胞凋亡实现细胞数量的调整，C正确；
胚胎干细胞与皮肤细胞都是由受精卵分裂和分化而来，两者所含的基因相同，功能有差异是基因进行了选择性表达，D错误。
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3.下图表示牛的受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是
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A.图1中各细胞内的核DNA分子数目相同
B.图3表明受精作用已经完成
C.同期发情处理能使供体产生更多的图4结构
D.图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中
√
图1中精子已完成减数分裂过程，而卵细胞与精子结合时，正处于减数分裂Ⅱ时期，卵细胞核DNA分子数目为精子的2倍，因此图1中各细胞内核DNA分子数目不相同，A错误；
图3中受精卵已经进行了一次卵裂，形成了两个子细胞，B错误；
同期发情处理可以使供体和受体具有相同的生理环境，C错误；
图4为早期胚胎发育过程中形成的原肠胚，图1到图3的过程发生在输卵管中，图4出现在子宫中，D正确。
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4.(2023·山东日照高三检测)我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中，培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪(如下图所示)，这项研究的最终目的是在动物体内培养人体器官用于器官移植。
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下列相关叙述错误的是
A.细胞培养过程中细胞会因接
触抑制而停止分裂，需用胰
蛋白酶处理后继续培养
B.采集的卵母细胞需培养至减数分裂Ⅰ后期才能与获能精子受精，进而获
得猪胚胎
C.从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、
器官的潜能
D.该技术有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内，培育出完全由人体细
胞组成的器官
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体外受精时，需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂Ⅱ中期，才可以与获能精子完成受精作用，进而获得猪胚胎，B错误。
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5.卵胞浆内单精子显微注射技术(ICSI)是通过显微操作技术将单个精子注射到卵母细胞的胞浆内，使精卵结合受精，并将受精卵体外培养形成早期胚胎移植入母体子宫内的一种较为精细、尖端的辅助生殖技术，以其高效性被广泛应用于生产、科研和医学的诸多领域。下列有关该技术的叙述，错误的是
A.该技术所使用的卵母细胞需要培养到MⅡ期
B.该技术主要解决了一些异常精子不能突破透明带这一屏障的问题
C.体外培养的条件包括营养充足、温度和pH及气体环境适宜
D.该技术中，用原肠胚移植成功的概率高于囊胚或桑葚胚
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该技术实际上是体外受精技术，与精子体外结合的卵母细胞要培养到MⅡ期才有受精的能力，A正确；
该技术解决了因精子活力不足，而无法穿过透明带的问题，B正确；
动物细胞体外培养需要保证营养充足、温度和pH及气体环境条件适宜等，C正确；
原肠胚分化程度高于囊胚和桑葚胚，正常情况下原肠胚时期的胚胎已经和母体形成紧密的联系，不适合再进行胚胎移植，D错误。
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6.以下有关动物细胞工程和胚胎工程中所用技术操作与原理不相符的是
A.动物细胞培养——应用酶的专一性原理对所需材料用胰蛋白酶进行处理
B.制备单克隆抗体——应用免疫学原理对实验鼠注射特定的抗原
C.胚胎移植——应用细胞增殖原理对受体、供体母畜进行同期发情处理
D.胚胎分割——因桑葚胚细胞一般具有全能性，常选取形态正常的桑葚
胚进行移植
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胚胎移植前对受体、供体母畜进行同期发情处理使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎植入受体后有相同或相似的生存条件，此技术应用激素原理而不是细胞增殖原理，C错误。
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7.(2023·湖南张家界高三检测)我国研究人员创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞，具体研究过程如下图所示。下列叙述错误的是
A.单倍体囊胚1最可能是由卵子发
育而来的，单倍体ES应取自囊
胚的内细胞团
B.培养液中除了需要加入血清等营
养物质，还需要加入抗生素等消灭病毒
C.体外培养条件下ES细胞可以增殖而不发生分化
D.ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显
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培养过程中使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等天然物质，为避免杂菌污染，需要加入抗生素，B错误。
8.(2023·河北张家口高三期末)我国大陆首例由试管婴儿分娩的“试管婴儿二代宝宝”在北京大学第三医院诞生，他的母亲是我国大陆首例试管婴儿。试管婴儿技术的不断进步，为许多不孕不育患者实现了做父母的心愿。下列相关叙述错误的是
A.试管婴儿技术所获得的胚胎必须移植给受体才能获得后代
B.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
C.采集的卵母细胞和精子都要进行相应的处理才能完成体外受精过程
D.精子接触透明带时，卵细胞会发生阻止多精子入卵的透明带反应
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在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应阻止后来的精子进入透明带，D错误。
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二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
9.科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析正确的是
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A.PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化
B.步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合
C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境
D.上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
√
√
√
小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代(染色体数目与体细胞相同)，诱导形成精子的过程中，会发生减数分裂，会发生细胞染色体数目的减半，A正确；
为保证受精的成功，步骤④可加入多个分化出的精子，卵细胞受精后会发生相应的生理变化避免多精入卵，B错误。
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10.在胚胎移植过程中，很多操作步骤都需要“检查”，以避免后期人力、物力、财力的浪费。下列相关说法正确的是
A.体外受精的受精卵移入发育培养液中培养，以检查受精状况和受精卵
的发育能力
B.胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑葚胚或囊胚阶段
C.在胚胎分割时，应取样内细胞团细胞做DNA分析，以检查胚胎的性别
D.胚胎移植入受体母畜的子宫后，不需对受体母畜进行妊娠检查
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在胚胎移植前，若要对胚胎的性别进行鉴定，应取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，C错误；
胚胎移植入受体母畜的子宫后，还需对受体母畜进行妊娠检查，以保证其能为移植的胚胎提供孕育的条件，D错误。
11.(2023·湖南长沙明德中学高三期中)大多数哺乳动物的早期胚胎具有调节发育的功能，去掉早期胚胎的一半，仍可以发育成一个完整的胎儿，调节能力随发育进程逐渐减弱甚至消失。晚期桑葚胚分割后分离的卵裂球仍具有调整发育的能力，重新致密化使卵裂球重新分布而发育至囊胚。下列说法不正确的是
A.桑葚胚前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能
B.囊胚期不同部位的细胞致密化程度不同
C.胚胎分割属于无性繁殖或克隆的范畴
D.胚胎发育到原肠胚阶段，可将其取出向受体移植
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桑葚胚前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，因为都含有相同的一套的遗传物质，A正确；
囊胚期不同部位的细胞数目不同，其致密化程度不同，B正确；
胚胎分割后形成的胚胎是相同的，属于无性繁殖或克隆的范畴，C正确；
胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段，可将其取出向受体移植，D错误。
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12.2n/4n嵌合体胚胎是指用四倍体(4n)胚胎与二倍体(2n)胚胎或胚胎干细胞(ES细胞)进行聚合，形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。嵌合体胚胎构建的常用方法如右图。通过检测发现用ES细胞经2n/4n嵌合体方法获得的克隆鼠体内均为2n细胞来源。
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下列叙述正确的是
A.图中受精卵是将发育到减数分裂Ⅰ中期的
卵母细胞和获能的精子体外受精而形成
B.利用显微注射法将2n的ES细胞注射至A的
囊胚内完成2n/4n嵌合体胚胎B的构建
C.嵌合体胚胎C发育到原肠胚期可植入代孕
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母鼠，移植前通常对代孕母鼠做同期发情处理
D.推测2n/4n嵌合体胚胎发育时2n和4n这两种细胞类型表现出非随机性分
布的特点
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图中为体外受精，受精卵是由发育到减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞和获能的精子体外受精而形成的，A错误；
待嵌合体胚胎C发育到桑葚胚或囊胚期可植入代孕母鼠体内，移植前通常对代孕母鼠做同期发情处理，C错误；
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2n/4n嵌合体方法获得的克隆鼠体内均为2n细胞来源，且由图可知只有胎盘由4n细胞发育而成，由此推测2n/4n嵌合体胚胎在发育过程中，2n和4n这两种细胞类型表现出非随机性分布的特点，D正确。
三、非选择题
13.(2023·湖南邵东三中高三检测)某女性患有输卵管阻塞和红绿色盲，其丈夫表现正常。该夫妇借助试管婴儿技术“借腹生子”，一次生殖过程中生出了两个孩子，如图所示。请分析回答问题：
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(1)过程X若想顺利进行，来自母方的卵子必须要________________。
培养至MⅡ中期
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X表示受精作用，该过程若想顺利进行必须满足两个条件：①来自父方的精子要进行获能；②来自母方的卵子要培养至MⅡ中期。
(2)____________(生物技术)是产生甲、乙个体的最后一道工序。一般来说，人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在______________阶段移植。
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胚胎移植
8～16个细胞
胚胎移植是产生甲、乙的最后一道工序；人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在8～16个细胞阶段进行胚胎移植。
(3)这两个孩子性别______(填“是”或“否”)相同。若借助人工手段获得这两个胎儿，需要用到的技术手段是____________。
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是
胚胎分割
这两个孩子是由同一个受精卵有丝分裂而来的，含有相同的遗传物质，因此性别是相同的；来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此借助胚胎分割技术也可以获得两个相同的胎儿。
(4)如果你是医生，在设计试管婴儿的时候你应该建议这对夫妇选择生下____ (填“男”或“女”)孩子，原因是_______________________
_______________________________。
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女
母亲色盲、父亲正常，生
下女儿必正常，生下儿子必为色盲
红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，母亲色盲、父亲正常，他们生下的女儿必正常，但儿子必为红绿色盲，所以在设计试管婴儿的时候，这对夫妇应该选择生女孩。
(5)代孕母亲开始阶段要和该女性患者用某种激素进行同期发情处理，进行这一操作的目的是_______________________________________________________。
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使供体和受体生理状态相同，提供胚胎发育所
需的生理环境
代孕母亲开始阶段要和该女性患者同时注射某种激素，进行同期发情处理，这样使供体和受体生理状态相同，为胚胎发育提供所需的生理环境。
14.自1890年世界上第一例胚胎移植成功后，科学家对胚胎移植等技术进行一系列研究并取得丰硕成果。回答下列问题：
(1)雌性哺乳动物排卵是指_________________的过程，若减数分裂Ⅰ在排卵之后完成，则排出的卵子为______________。
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卵子从卵泡中排出
初级卵母细胞
(2)通过胚胎工程能加快优良种畜的繁殖速率，如：
①体内受精后将早期胚胎移植到受体母畜子宫内发育，目的是_________
___________________________________________________。
②冲取优良种畜的早期胚胎，对其进行__________操作，以获得更多的胚胎，这一操作最晚可以在胚胎发育到______时期进行。
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畜能尽快进入下一个发情期(以提高优良种畜的繁殖效率)
让优良母
胚胎分割
囊胚
(3)胚胎移植到受体子宫能正常发育成具有优良性状的子代个体，这说明_________________________________。对早期胚胎进行转基因，制备乳腺生物反应器来获得蛋白质类药物，则要选择发育正常的______胚胎移植到受体子宫，若制备膀胱生物反应器则无此要求。
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受体并不会改变供体胚胎的遗传特性
雌性第5课时　胚胎工程
课标要求　1.简述胚胎形成经过了受精及早期胚胎发育等过程。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。
考点一　胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程的概念
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：哺乳动物的受精在输卵管内完成。
(3)过程
(1)源于选择性必修3 P56“相关信息”：使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。
(2)源于选择性必修3 P58“相关信息”：多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。
3．胚胎早期发育
4．孵化
(1)概念：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义：如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。
源于选择性必修3 P59“思考·讨论”：将体外培养的胚胎移植到子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎：小鼠：桑葚胚；绵羊：16细胞；猪：4～6细胞；马：囊胚；牛：8～16细胞。
1．受精是精子和卵子结合形成受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段；受精卵形成后进行有丝分裂，通过细胞分裂和分化，形成新个体。
(1)刚采集到的精子是否能与卵子立即结合完成受精作用？为什么？
提示　不能。刚采集到的精子还没有受精能力，必须先对精子进行获能处理，才能进一步受精。
(2)刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？
提示　不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
(3)防止多精入卵受精的生理反应有哪些？有什么意义？
提示　两道屏障，一是透明带发生生理反应，二是卵细胞膜发生生理反应。防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
2．胚胎工程需要在体外条件下对动物早期胚胎发育条件进行模拟操作，因此了解早期胚胎发育的规律十分重要。思考回答以下有关胚胎早期发育的问题：
(1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的？
提示　有机物的总量不断减少，但有机物的种类增加。
(2)受精卵早期分裂时胚胎中DNA总量和每个细胞中核DNA含量有何变化？
提示　胚胎中总DNA含量逐渐增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
(3)胚胎早期发育过程中，具有全能性的时期有哪些？
提示　桑葚胚期及之前的时期。
1．(不定项)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指透明带反应，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
答案　AB
解析　透明带的生理反应形成第一道屏障，卵细胞膜的生理反应形成第二道屏障；精子入卵后，精子的尾部脱落，原有的核膜破裂一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫作雄原核；与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。故Y过程既形成了雌原核，又形成了第二极体。
2．(2023·山东临沂高三期中)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是(　　)
A．卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加
B．孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来
C．滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
D．在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功
答案　B
解析　卵裂期的早期胚胎的总体积并没有增加，但是细胞数目在增加，该过程中每个细胞的核质比逐渐增大，同时胚胎中DNA总量逐渐增加，A正确；孵化是指透明带破裂，囊胚从透明带中伸展出来的过程，B错误；囊胚期的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，可用于性别鉴定，而内细胞团将会发育成胎儿的各种组织，C正确；在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功，因为此时的胚胎处于游离状态，同时此时的胚胎全能性较高，D正确。
归纳提升　(1)受精阶段的主要过程及生理反应
步骤 主要过程 生理反应
第一步 精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，接触卵细胞膜 透明带反应：阻止后来的精子进入透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障
第二步 精子入卵，尾部脱落 卵细胞膜反应：拒绝其他精子再进入卵内，是防止多精入卵受精的第二道屏障
第三步 精子核膜破裂后形成新核，卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体 形成雄原核和雌原核：受精的标志
第四步 雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失 形成合子(受精卵)：个体发育的起点
(2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
①有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。
②细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。
③细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
考点二　胚胎工程技术及其应用
1．体外受精
(1)过程
(2)意义
①提高动物繁殖能力的有效措施。
②为胚胎移植提供可用的胚胎。
2．胚胎移植
(1)概念
(2)基本程序
(3)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
(1)源于选择性必修3 P62“相关信息”：超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
(2)源于选择性必修3 P62“思考·讨论”：胚胎移植的生理学基础
3．胚胎分割
(1)概念
对象 早期胚胎
方法 机械方法
目的 获得同卵双胎或多胎
特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
(2)仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。
(3)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。
(4)意义：促进优良动物品种的繁殖，产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
1．胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置，因为通过体外受精或其他方式获得的胚胎，只有移植给受体才能获得后代，因此，胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。思考讨论下列问题：
(1)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？
提示　使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
(2)在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？
提示　第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
(3)胚胎移植的优势是什么？
提示　可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(4)胚胎移植中的胚胎有哪些来源？
提示　体外受精、转基因技术或者细胞核移植技术等方式获得的胚胎都可供胚胎移植。
2．欲得到更多的后代，可进行胚胎分割，如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图，请据图思考讨论下列问题：
(1)上图①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么？
提示　常用来做DNA分析，鉴定性别。
(2)上图②过程得到的两个a经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗？
提示　不是，来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割移植可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(3)胚胎分割有什么意义？为什么要在桑葚胚或囊胚期进行分割？
提示　胚胎分割可提高胚胎利用率。选择桑葚胚期或囊胚期进行分割，是因为处于桑葚胚期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性，可以发育成完整个体。
3．(不定项)下列关于“试管牛”培养流程的叙述，正确的是(　　)
A．过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子
B．过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核
C．大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应
D．移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响
答案　ABC
解析　过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵，A正确；过程②表示体外受精，在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志，B正确；胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的理论基础，C正确；“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传性状取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。
4．(2023·辽宁本溪高三期末)近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限可能。下图为经体外受精和胚胎分割移植培育优良奶牛的过程。下列相关说法正确的是(　　)
A．体外受精所需的成熟卵子可以从母体卵巢中直接获取，但在受精前要对精子进行获能处理
B．进行胚胎分割时，应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
C．胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D．胚胎在受体子宫内的发育过程中其遗传特性不受影响
答案　D
解析　卵巢中获取的卵细胞必须在体外培养到MⅡ期，才能与获能精子融合得到受精卵，A错误；进行胚胎分割时，应选择发育到桑葚胚或囊胚时期的胚胎进行操作，B错误；不同阶段的胚胎进行胚胎分割时，可采用的方法有一定的差别，若胚胎处于卵裂期可以采用酶解法或机械法，若处于囊胚期则只能运用机械法分割，C错误。
5．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是(　　)
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
答案　C
解析　给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵母细胞，A错误；采集的卵母细胞要在体外进行成熟培养，然后才能与精子共同培养完成受精，B错误；一般情况下，获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，C正确；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，D错误。
归纳提升　(1)比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 ①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；②都是有性生殖
(2)胚胎移植中的三个关注点
①胚胎移植过程中两次使用激素：第一次是用激素对受体母牛和供体母牛进行同期发情处理；第二次是用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵。
②不同动物胚胎移植的时间不同：牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑葚胚前。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度高，移植成功率很低。
③胚胎移植是有性繁殖还是无性繁殖，取决于胚胎的来源：若由受精卵发育而成，属于有性繁殖；若由核移植技术形成的重组细胞发育而成，或由胚胎分割获得，则属于无性繁殖。
1．(2020·山东，14)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
答案　C
解析　不同动物胚胎移植的时间不同，如牛、羊一般要培养到桑葚胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等可在更早的阶段移植，C项错误。
2．(不定项)(2020·江苏，23)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
答案　ABC
解析　哺乳动物进行体外受精时很容易获得大量精子，因为自然状态下雄性哺乳动物产生的精子数量就很多，A错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，不改变基因的种类和数量，细胞a和细胞b内含有的核基因相同，B错误；细胞培养过程中分散细胞时，用胰蛋白酶等处理组织，分散得到单细胞悬液，不是破坏了细胞的膜蛋白，而是分解掉细胞间的黏连蛋白，C错误。
3．(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用______________处理，使其超数排卵，收集并选取处在_________________(时期)的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用____________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自______号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有______(填序号)。
①DNA测序 ②染色体倍性分析
③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交
答案　(1)促性腺激素　减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)　(2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)　维持培养液的pH　(3)分割　2　(4)①④
解析　(1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于减数分裂Ⅱ中期。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为了判断目的基因是否被导入受体，可采用PCR等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交法进行检测。
4．(2022·全国甲，38)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题：
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_____________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是_____________________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到____________时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有__________________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是___________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)加入抗冻剂(甘油)冷冻保存　刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精　肝素或Ca2＋载体　MⅡ中期　(2)维生素、氨基酸、核苷酸　(3)对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
解析　(1)精液可以加入抗冻剂(甘油)冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精，故在体外受精前要对精子进行获能处理。卵母细胞需要培养到减数分裂Ⅱ中期(MⅡ中期)才能具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
1．判断关于受精作用和早期胚胎发育的叙述
(1)在自然条件下，受精在子宫中完成(　×　)
(2)精子获能液常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等(　√　)
(3)当精子入卵后，透明带立即发生生理反应，阻止后来的精子进入(　×　)
(4)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(　×　)
(5)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(　×　)
2．判断关于胚胎移植和胚胎分割的叙述
(1)在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理(　√　)
(2)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚(　×　)
(3)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(　√　)
(4)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割(　×　)
(5)做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞(　×　)
3．填空默写
(1)(选择性必修3 P58)判断卵子是否受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核。
(2)(选择性必修3 P61)胚胎移植是指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。
(3)(选择性必修3 P61)供体母牛和受体母牛的选择标准为供体是遗传性状优良、生产能力强的个体，受体是有健康的体质和正常繁殖能力的个体，且二者必须是同一物种。
(4)(选择性必修3 P62)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
(5)(选择性必修3 P62)胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
(6)(选择性必修3 P62)胚胎分割是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。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2023·山东滨州高三模拟)近日，我国研究团队利用一种新方法将人的多能干细胞在体外诱导转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞，类似于受精卵发育3天时的状态。下列说法正确的是(　　)
A．该胚胎样细胞处于囊胚期阶段，理论上可以进行胚胎分割并移植
B．该成果将助力实现人体器官的体外再生、解决器官短缺、移植排斥反应等问题
C．该研究涉及生殖性克隆，需通过伦理审查，严格遵循我国法规和伦理准则
D．该过程中发生了细胞分化，体现了动物细胞核具有全能性
答案　B
解析　由题意可知，该胚胎样细胞类似于受精卵发育3天时的状态，故该胚胎样细胞不是处于囊胚期阶段，A错误；该研究属于治疗性克隆，不涉及生殖性克隆，C错误；该过程是由多能干细胞诱变为全能干细胞，没有发生细胞分化，也没有体现动物细胞核具有全能性，D错误。
2．下列关于人体胚胎发育过程的叙述，错误的是(　　)
A．胚胎发育过程中存在细胞衰老
B．受精卵发育成胎儿的过程体现了细胞全能性
C．神经系统发育过程通过细胞凋亡实现细胞数量的调整
D．胚胎干细胞分裂能力比皮肤细胞强与其特有的基因有关
答案　D
解析　胚胎发育过程中有细胞分裂产生新的细胞，也有衰老的细胞，A正确；受精卵发育成胎儿，体现了细胞(受精卵细胞)全能性，B正确；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，神经系统发育过程通过细胞凋亡实现细胞数量的调整，C正确；胚胎干细胞与皮肤细胞都是由受精卵分裂和分化而来，两者所含的基因相同，功能有差异是基因进行了选择性表达，D错误。
3．下图表示牛的受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图1中各细胞内的核DNA分子数目相同
B．图3表明受精作用已经完成
C．同期发情处理能使供体产生更多的图4结构
D．图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中
答案　D
解析　图1中精子已完成减数分裂过程，而卵细胞与精子结合时，正处于减数分裂Ⅱ时期，卵细胞核DNA分子数目为精子的2倍，因此图1中各细胞内核DNA分子数目不相同，A错误；图3中受精卵已经进行了一次卵裂，形成了两个子细胞，B错误；同期发情处理可以使供体和受体具有相同的生理环境，C错误；图4为早期胚胎发育过程中形成的原肠胚，图1到图3的过程发生在输卵管中，图4出现在子宫中，D正确。
4．(2023·山东日照高三检测)我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中，培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪(如下图所示)，这项研究的最终目的是在动物体内培养人体器官用于器官移植。下列相关叙述错误的是(　　)
A．细胞培养过程中细胞会因接触抑制而停止分裂，需用胰蛋白酶处理后继续培养
B．采集的卵母细胞需培养至减数分裂Ⅰ后期才能与获能精子受精，进而获得猪胚胎
C．从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能
D．该技术有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内，培育出完全由人体细胞组成的器官
答案　B
解析　体外受精时，需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂Ⅱ中期，才可以与获能精子完成受精作用，进而获得猪胚胎，B错误。
5．卵胞浆内单精子显微注射技术(ICSI)是通过显微操作技术将单个精子注射到卵母细胞的胞浆内，使精卵结合受精，并将受精卵体外培养形成早期胚胎移植入母体子宫内的一种较为精细、尖端的辅助生殖技术，以其高效性被广泛应用于生产、科研和医学的诸多领域。下列有关该技术的叙述，错误的是(　　)
A．该技术所使用的卵母细胞需要培养到MⅡ期
B．该技术主要解决了一些异常精子不能突破透明带这一屏障的问题
C．体外培养的条件包括营养充足、温度和pH及气体环境适宜
D．该技术中，用原肠胚移植成功的概率高于囊胚或桑葚胚
答案　D
解析　该技术实际上是体外受精技术，与精子体外结合的卵母细胞要培养到MⅡ期才有受精的能力，A正确；该技术解决了因精子活力不足，而无法穿过透明带的问题，B正确；动物细胞体外培养需要保证营养充足、温度和pH及气体环境条件适宜等，C正确；原肠胚分化程度高于囊胚和桑葚胚，正常情况下原肠胚时期的胚胎已经和母体形成紧密的联系，不适合再进行胚胎移植，D错误。
6．以下有关动物细胞工程和胚胎工程中所用技术操作与原理不相符的是(　　)
A．动物细胞培养——应用酶的专一性原理对所需材料用胰蛋白酶进行处理
B．制备单克隆抗体——应用免疫学原理对实验鼠注射特定的抗原
C．胚胎移植——应用细胞增殖原理对受体、供体母畜进行同期发情处理
D．胚胎分割——因桑葚胚细胞一般具有全能性，常选取形态正常的桑葚胚进行移植
答案　C
解析　胚胎移植前对受体、供体母畜进行同期发情处理使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎植入受体后有相同或相似的生存条件，此技术应用激素原理而不是细胞增殖原理，C错误。
7. (2023·湖南张家界高三检测)我国研究人员创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞，具体研究过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．单倍体囊胚1最可能是由卵子发育而来的，单倍体ES应取自囊胚的内细胞团
B．培养液中除了需要加入血清等营养物质，还需要加入抗生素等消灭病毒
C．体外培养条件下ES细胞可以增殖而不发生分化
D．ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显
答案　B
解析　培养过程中使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等天然物质，为避免杂菌污染，需要加入抗生素，B错误。
8．(2023·河北张家口高三期末)我国大陆首例由试管婴儿分娩的“试管婴儿二代宝宝”在北京大学第三医院诞生，他的母亲是我国大陆首例试管婴儿。试管婴儿技术的不断进步，为许多不孕不育患者实现了做父母的心愿。下列相关叙述错误的是(　　)
A．试管婴儿技术所获得的胚胎必须移植给受体才能获得后代
B．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
C．采集的卵母细胞和精子都要进行相应的处理才能完成体外受精过程
D．精子接触透明带时，卵细胞会发生阻止多精子入卵的透明带反应
答案　D
解析　在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应阻止后来的精子进入透明带，D错误。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
9．科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析正确的是(　　)
A．PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化
B．步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合
C．步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境
D．上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
答案　ACD
解析　小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代(染色体数目与体细胞相同)，诱导形成精子的过程中，会发生减数分裂，会发生细胞染色体数目的减半，A正确；为保证受精的成功，步骤④可加入多个分化出的精子，卵细胞受精后会发生相应的生理变化避免多精入卵，B错误。
10．在胚胎移植过程中，很多操作步骤都需要“检查”，以避免后期人力、物力、财力的浪费。下列相关说法正确的是(　　)
A．体外受精的受精卵移入发育培养液中培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力
B．胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑葚胚或囊胚阶段
C．在胚胎分割时，应取样内细胞团细胞做DNA分析，以检查胚胎的性别
D．胚胎移植入受体母畜的子宫后，不需对受体母畜进行妊娠检查
答案　AB
解析　在胚胎移植前，若要对胚胎的性别进行鉴定，应取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，C错误；胚胎移植入受体母畜的子宫后，还需对受体母畜进行妊娠检查，以保证其能为移植的胚胎提供孕育的条件，D错误。
11．(2023·湖南长沙明德中学高三期中)大多数哺乳动物的早期胚胎具有调节发育的功能，去掉早期胚胎的一半，仍可以发育成一个完整的胎儿，调节能力随发育进程逐渐减弱甚至消失。晚期桑葚胚分割后分离的卵裂球仍具有调整发育的能力，重新致密化使卵裂球重新分布而发育至囊胚。下列说法不正确的是(　　)
A．桑葚胚前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能
B．囊胚期不同部位的细胞致密化程度不同
C．胚胎分割属于无性繁殖或克隆的范畴
D．胚胎发育到原肠胚阶段，可将其取出向受体移植
答案　D
解析　桑葚胚前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，因为都含有相同的一套的遗传物质，A正确；囊胚期不同部位的细胞数目不同，其致密化程度不同，B正确；胚胎分割后形成的胚胎是相同的，属于无性繁殖或克隆的范畴，C正确；胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段，可将其取出向受体移植，D错误。
12．2n/4n嵌合体胚胎是指用四倍体(4n)胚胎与二倍体(2n)胚胎或胚胎干细胞(ES细胞)进行聚合，形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。嵌合体胚胎构建的常用方法如下图。通过检测发现用ES细胞经2n/4n嵌合体方法获得的克隆鼠体内均为2n细胞来源。下列叙述正确的是(　　)
A．图中受精卵是将发育到减数分裂Ⅰ中期的卵母细胞和获能的精子体外受精而形成
B．利用显微注射法将2n的ES细胞注射至A的囊胚内完成2n/4n嵌合体胚胎B的构建
C．嵌合体胚胎C发育到原肠胚期可植入代孕母鼠，移植前通常对代孕母鼠做同期发情处理
D．推测2n/4n嵌合体胚胎发育时2n和4n这两种细胞类型表现出非随机性分布的特点
答案　BD
解析　图中为体外受精，受精卵是由发育到减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞和获能的精子体外受精而形成的，A错误；待嵌合体胚胎C发育到桑葚胚或囊胚期可植入代孕母鼠体内，移植前通常对代孕母鼠做同期发情处理，C错误；2n/4n嵌合体方法获得的克隆鼠体内均为2n细胞来源，且由图可知只有胎盘由4n细胞发育而成，由此推测2n/4n嵌合体胚胎在发育过程中，2n和4n这两种细胞类型表现出非随机性分布的特点，D正确。
三、非选择题
13. (2023·湖南邵东三中高三检测)某女性患有输卵管阻塞和红绿色盲，其丈夫表现正常。该夫妇借助试管婴儿技术“借腹生子”，一次生殖过程中生出了两个孩子，如图所示。请分析回答问题：
(1)过程X若想顺利进行，来自母方的卵子必须要____________________________________。
(2)________________________(生物技术)是产生甲、乙个体的最后一道工序。一般来说，人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在________________________阶段移植。
(3)这两个孩子性别__________(填“是”或“否”)相同。若借助人工手段获得这两个胎儿，需要用到的技术手段是__________________________________________________________。
(4)如果你是医生，在设计试管婴儿的时候你应该建议这对夫妇选择生下__________(填“男”或“女”)孩子，原因是___________________________________________________________
________________。
(5)代孕母亲开始阶段要和该女性患者用某种激素进行同期发情处理，进行这一操作的目的是______________________________________________________________________________。
答案　(1)培养至MⅡ中期　(2)胚胎移植　8～16个细胞　(3)是　胚胎分割　(4)女　母亲色盲、父亲正常，生下女儿必正常，生下儿子必为色盲　(5)使供体和受体生理状态相同，提供胚胎发育所需的生理环境
解析　(1)X表示受精作用，该过程若想顺利进行必须满足两个条件：①来自父方的精子要进行获能；②来自母方的卵子要培养至MⅡ中期。(2)胚胎移植是产生甲、乙的最后一道工序；人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在8～16个细胞阶段进行胚胎移植。(3)这两个孩子是由同一个受精卵有丝分裂而来的，含有相同的遗传物质，因此性别是相同的；来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此借助胚胎分割技术也可以获得两个相同的胎儿。(4)红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，母亲色盲、父亲正常，他们生下的女儿必正常，但儿子必为红绿色盲，所以在设计试管婴儿的时候，这对夫妇应该选择生女孩。(5)代孕母亲开始阶段要和该女性患者同时注射某种激素，进行同期发情处理，这样使供体和受体生理状态相同，为胚胎发育提供所需的生理环境。
14．自1890年世界上第一例胚胎移植成功后，科学家对胚胎移植等技术进行一系列研究并取得丰硕成果。回答下列问题：
(1)雌性哺乳动物排卵是指____________________的过程，若减数分裂Ⅰ在排卵之后完成，则排出的卵子为____________________________________________________________。
(2)通过胚胎工程能加快优良种畜的繁殖速率，如：
①体内受精后将早期胚胎移植到受体母畜子宫内发育，目的是__________________________
_______________________________________________________________________________。
②冲取优良种畜的早期胚胎，对其进行_________________________________________操作，以获得更多的胚胎，这一操作最晚可以在胚胎发育到____________时期进行。
(3)胚胎移植到受体子宫能正常发育成具有优良性状的子代个体，这说明_________________
______________________。对早期胚胎进行转基因，制备乳腺生物反应器来获得蛋白质类药物，则要选择发育正常的____________胚胎移植到受体子宫，若制备膀胱生物反应器则无此要求。
答案　(1)卵子从卵泡中排出　初级卵母细胞　(2)①让优良母畜能尽快进入下一个发情期(以提高优良种畜的繁殖效率)　②胚胎分割　囊胚
(3)受体并不会改变供体胚胎的遗传特性　雌性第5课时　胚胎工程
课标要求　1.简述胚胎形成经过了受精及早期胚胎发育等过程。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。
考点一　胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程的概念
2．受精
(1)概念：精子与卵子结合形成____________(即受精卵)的过程。
(2)场所：哺乳动物的受精在________内完成。
(3)过程
(1)源于选择性必修3 P56“相关信息”：使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有________、________________等。
(2)源于选择性必修3 P58“相关信息”：多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。
3．胚胎早期发育
4．孵化
(1)概念：囊胚进一步扩大，会导致__________破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义：如果不能正常孵化，胚胎就__________________________。
源于选择性必修3 P59“思考·讨论”：将体外培养的胚胎移植到子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎：小鼠：________；绵羊：16细胞；猪：4～6细胞；马：________；牛：________。
1．受精是精子和卵子结合形成受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段；受精卵形成后进行有丝分裂，通过细胞分裂和分化，形成新个体。
(1)刚采集到的精子是否能与卵子立即结合完成受精作用？为什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)防止多精入卵受精的生理反应有哪些？有什么意义？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2．胚胎工程需要在体外条件下对动物早期胚胎发育条件进行模拟操作，因此了解早期胚胎发育的规律十分重要。思考回答以下有关胚胎早期发育的问题：
(1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)受精卵早期分裂时胚胎中DNA总量和每个细胞中核DNA含量有何变化？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)胚胎早期发育过程中，具有全能性的时期有哪些？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
1．(不定项)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指透明带反应，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
2．(2023·山东临沂高三期中)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是(　　)
A．卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加
B．孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来
C．滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
D．在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功
归纳提升　(1)受精阶段的主要过程及生理反应
步骤 主要过程 生理反应
第一步 精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，接触卵细胞膜 透明带反应：阻止后来的精子进入透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障
第二步 精子入卵，尾部脱落 卵细胞膜反应：拒绝其他精子再进入卵内，是防止多精入卵受精的第二道屏障
第三步 精子核膜破裂后形成新核，卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体 形成雄原核和雌原核：受精的标志
第四步 雌、雄原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失 形成合子(受精卵)：个体发育的起点
(2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
①有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。
②细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。
③细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
考点二　胚胎工程技术及其应用
1．体外受精
(1)过程
(2)意义
①提高______________________的有效措施。
②为__________________________提供可用的胚胎。
2．胚胎移植
(1)概念
(2)基本程序
(3)意义：充分发挥雌性优良个体的_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(1)源于选择性必修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。
(2)源于选择性必修3 P62“思考·讨论”：胚胎移植的生理学基础
3．胚胎分割
(1)概念
对象 早期胚胎
方法 机械方法
目的 获得________________或多胎
特点 来自同一胚胎的后代具有________________
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
(2)仪器设备：体视显微镜和____________。
(3)材料：发育良好、形态正常的____________________。若分割囊胚阶段的胚胎时，要注意________________________。
(4)意义：促进________________的繁殖，产生的遗传性状________的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；在胚胎移植前，进行________________、__________________等，对于人工控制________________、动物繁育健康后代具有重要意义。
1．胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置，因为通过体外受精或其他方式获得的胚胎，只有移植给受体才能获得后代，因此，胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。思考讨论下列问题：
(1)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？
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(2)在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？
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(3)胚胎移植的优势是什么？
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(4)胚胎移植中的胚胎有哪些来源？
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2．欲得到更多的后代，可进行胚胎分割，如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图，请据图思考讨论下列问题：
(1)上图①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么？
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(2)上图②过程得到的两个a经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗？
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(3)胚胎分割有什么意义？为什么要在桑葚胚或囊胚期进行分割？
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3．(不定项)下列关于“试管牛”培养流程的叙述，正确的是(　　)
A．过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子
B．过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核
C．大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应
D．移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响
4．(2023·辽宁本溪高三期末)近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限可能。下图为经体外受精和胚胎分割移植培育优良奶牛的过程。下列相关说法正确的是(　　)
A．体外受精所需的成熟卵子可以从母体卵巢中直接获取，但在受精前要对精子进行获能处理
B．进行胚胎分割时，应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
C．胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D．胚胎在受体子宫内的发育过程中其遗传特性不受影响
5．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是(　　)
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
归纳提升　(1)比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 ①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；②都是有性生殖
(2)胚胎移植中的三个关注点
①胚胎移植过程中两次使用激素：第一次是用激素对受体母牛和供体母牛进行同期发情处理；第二次是用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵。
②不同动物胚胎移植的时间不同：牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑葚胚前。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度高，移植成功率很低。
③胚胎移植是有性繁殖还是无性繁殖，取决于胚胎的来源：若由受精卵发育而成，属于有性繁殖；若由核移植技术形成的重组细胞发育而成，或由胚胎分割获得，则属于无性繁殖。
1．(2020·山东，14)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
2．(不定项)(2020·江苏，23)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
3．(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用_____________处理，使其超数排卵，收集并选取处在_________________(时期)的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用____________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自______号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有______(填序号)。
①DNA测序 ②染色体倍性分析
③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交
4．(2022·全国甲，38)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题：
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是____________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是______________________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到____________时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有__________________________________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是_____________________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
1．判断关于受精作用和早期胚胎发育的叙述
(1)在自然条件下，受精在子宫中完成(　　)
(2)精子获能液常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等(　　)
(3)当精子入卵后，透明带立即发生生理反应，阻止后来的精子进入(　　)
(4)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大(　　)
(5)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加(　　)
2．判断关于胚胎移植和胚胎分割的叙述
(1)在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理(　　)
(2)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚(　　)
(3)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(　　)
(4)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割(　　)
(5)做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞(　　)
3．填空默写
(1)(选择性必修3 P58)判断卵子是否受精的标志：______________________________________。
(2)(选择性必修3 P61)胚胎移植是___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)(选择性必修3 P61)供体母牛和受体母牛的选择标准为_______________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)(选择性必修3 P62)胚胎移植的实质是___________________________________________。
(5)(选择性必修3 P62)胚胎移植的优势是____________________________________________。
(6)(选择性必修3 P62)胚胎分割是指_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。

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