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第四十二讲
胚胎工程
1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。
2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及主要特点。
3.认同胚胎工程监理及发展的意义。
考点要求 考题统计 考情分析
胚胎工程的理论基础 ---- 本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关胚胎工程的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
胚胎工程技术及其应用 2023，江苏、天津、广东、浙江，选择 2022，江苏、北京、，选择 2022，全国，填空 2021，福建、辽宁、浙江，选择 胚胎工程的理论基础
胚胎工程技术及其应用
胚胎工程的理论基础
考点一
1.胚胎工程概念的理解
一.胚胎工程的理论基础【考点讲解】
获能
原核
2.受精
一.胚胎工程的理论基础【考点讲解】
步骤 主要过程 生理反应
第一步 精子释放　　　溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，接触 　　　膜 　　　反应：防止后来的精子进入　　　，是防止多精入卵受精的第一道屏障
第二步 精子入卵，　　脱落 　　　　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_________ 形成　　　　　　　：受精的标志
第四步 雌、雄原核充分发育，相向移动，彼此靠近，核膜 _____ 形成合子(受精卵)：个体发育的起点
多种酶
卵细胞
透明带
透明带
总结：受精阶段的主要过程及生理反应
尾部
卵细胞膜
第二极体
雄原核和雌原核
消失
（1）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。
（2）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。
　　教材隐性知识：
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。
肝素
Ca2＋载体
3.胚胎早期发育
卵裂的特点：细胞总体积 ，每个细胞的体积 ；DNA总数 ，每个细胞的DNA数 ，有机物总量 ，有机物种类 。
基本不变
增加
不变
减少
增加
减少
一.胚胎工程的理论基础【考点讲解】
　　教材隐性知识：
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
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,这项研究为由男性无精症导致的不孕不育患者带来了希望。下列分析不合理的是(　　)
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:B
解析:小鼠多能干细胞(PC)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项合理;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变化避免多精入卵,B项不合理;动物细胞培养需要一定的气体环境,即95%空气和5%的CO2的混合气体环境,C项合理;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,D项合理。
胚胎工程技术及其应用
(1)过程
1.体外受精
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
(1)过程
1.体外受精
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
(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
1.体外受精
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
提醒: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。
(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.胚胎移植
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
(2)过程
同期
发情
超数排卵
人工授精
妊娠
2.胚胎移植
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
根据上图思考回答以下问题：
①为什么应对供体和受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移入受体后有相似的生理环境。
②在牛的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？
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。
(2)过程
2.胚胎移植
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
③胚胎移植的优势是什么？
可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(2)过程
2.胚胎移植
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
（1）超数排卵使用的激素是 。
（2）用于胚胎移植的早期胚胎是 。
（3）良种牛的后代的遗传特性是由 牛决定的。
（4）胚胎工程的最后一道“工序”是 。
（5）胚胎移植的方法有 和 。
（6）冲卵 。且胚胎分割的次数不宜过多;但一次给受体动物 ，可增加双胞胎和多胞胎的比例
供体公牛和供体母
胚胎移植
手术法 非手术法
把供体子宫内的胚胎冲洗出来
植入多个胚胎
促性腺激素
桑椹胚或囊胚
教材隐性知识：
(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。
促性腺激素
教材隐性知识：
(2)源于选择性必修3 P62“思考·讨论”：胚胎移植的生理学基础
同种动物
生理变化
游离
免疫排斥
遗传特性
(1)概念：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　　　　或　　的技术。
(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　　　　　　　　　。
(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；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。
同卵双胎
多胎
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
3.胚胎分割
二.胚胎工程技术及其应用【考点讲解】
下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。
(1)上图①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么？
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？
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）若要对囊胚期的早期胚胎进行性别鉴定，可取该时期的
细胞，分子水平的检测利用的是 技术，若出现阳性反应者，则胚胎为 性（填性别）；细胞水平的检测是
。
（4）通过早期胚胎培养处于桑椹胚或囊胚阶段的胚胎，可以采用
技术，培育得到多头相同性状的个体
（5）生殖方式：克隆动物为 ，试管动物技术为 ,胚胎分割为 。
滋养层
DNA分子杂交
雄
用显微镜观察染色体的形态和数目
胚胎分割和胚胎移植
无性生殖
有性生殖
无性生殖
近三年（2021-2023）
真题：
勤学如春起之苗，不见其长日有多增
1（2023·天津·统考高考真题）根据下图，正确的是（ ）
A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B．过程1需要MII期去核卵母细胞
C．过程2可以大幅改良动物性状
D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
【答案】D
【分析】动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。
【详解】A、子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误；
B、核移植过程中需要处于MII中期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期（桑葚胚或囊胚等时期）进行胚胎移植，B错误；
C、过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误；
D、过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
故选D。
2.（2023·广东·统考高考真题）科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（ ）
A．超数排卵 B．精子获能处理
C．细胞核移植 D．胚胎培养
【答案】C
【详解】由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于该过程为有性生殖，因此不需要涉及细胞核移植，所以C正确、ABD错误。
故选C。
3.（2023·浙江·统考高考真题）在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是（ ）
A．经获能处理的精子才能用于体外受精 B．受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率 D．胚胎移植前需对受体进行选择和处理
【答案】C
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】A、精子需要经过获能处理才具有受精能力，A正确；
B、受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B正确；
C、胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C错误；
D、胚胎移植前，需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，D正确。
故选C。
4.（2022·江苏·统考高考真题）下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是（ ）
A．通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B．哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质
C．克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程
D．将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
【答案】C
【分析】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几个主要步骤。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。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
【详解】A、精子获能是获得受精的能力，不是获得能量，A错误；
B、哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分，B错误；
C、克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程，C正确；
D、胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法，D错误。
故选C。
5.（2022·北京·统考高考真题）将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（　　）
A．获得Mc的生物技术属于核移植
B．Mc表皮中有两种基因型的细胞
C．注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D．将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
【答案】A
【详解】A、内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误；
B、接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确；
C、内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确；
D、利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D正确。
故选A。

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