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第四节 胚胎工程及其应用
第2课时 体外受精技术、胚胎移植技术和胚胎分割技术
学习目标 学科核心素养
1.简述体外受精的主要操作步骤。
2.简述胚胎移植的生理学基础和基
本流程。
3.简述胚胎分割的概念。 1.生命观念——通过掌握体外受精技术，理解
生命的延续和发展。
2.科学思维——通过对胚胎移植和胚胎分割技
术的比较，培养归纳与概括、推理和逻辑分析
的能力。
教材预习·必备知识全过关
一、体外受精技术
体外人工控制
卵母细胞
精子
3. 主要步骤
（1） 采集精子
方法 __________：通过模仿发情的雌性动物在交配时阴道的压力、温度和润
滑度等条件，创造了适合______的环境
过程 采精者可手持________，利用假台畜让被采精动物在模拟交配时将精液
射入假阴道内，从而达到采集精子的目的
精子去向 采集的精子可以立即使用或__________待用
假阴道法
采精
假阴道
冷冻保存
（2） 采集卵母细胞
动物种类 卵母细胞的采集方法 优点 缺点
________的动
物（如牛、
猪） 抽吸法 借助______________和内窥镜等
进行，将注射器针头刺入卵泡中
一并吸出________和
__________，再在显微镜下进行
______ 可以有目的地选
择卵泡，分离得
到____________
___的卵母细胞 不能用
于小动
物
较小型的动物
（如小鼠、
兔） 机械破
碎法 将刚宰杀的雌性动物体内摘出的
卵巢置于培养皿中，用针头刺破
______和______，再在显微镜下
对卵母细胞进行筛选 可以得到各种成
熟程度的卵母细
胞 有可能
刺伤卵
母细胞
较大型
超声波探测仪
卵泡液
卵母细胞
筛选
适当成熟程度
卵巢
卵泡
动物种类 卵母细胞的采集方法 优点 缺点
较小型的动物 超数排卵 采用____________处
理，使其排出更多的卵
子 直接与获能的
精子在体外完
成受精 超数排卵效
果不够稳
定，特别是
个体之间差
异很大
促性腺激素
续表
（3） 体外受精
① 精子获能的处理方法
方法名称 方法内容 适用对象
培养法 将采集的精子放入人工配制的________中，培
养一段时间 啮齿动物、家兔、
猪等
化学诱导法 将精子放入一定浓度的______或相应的
载体溶液中，诱导精子获能 牛、羊等动物
获能液
肝素
增加
升高
降低
③ 精子获能的意义：增强了精子的______能力和______能力。
代谢
运动
通透性
糖蛋白
前端
顶体
顶体酶
放射冠
透明带
⑤ 受精
在__________的适宜条件下和专用的_____
_____中，______的精子和培养______的卵
母细胞放在一起培养一段时间，可以在体
外完成受精过程。如下图：
人为控制
受精溶液
获能
成熟
⑥ 应用
早期胚胎发育
缩短
二、胚胎移植技术
1.胚胎工程的概念：指对动物的胚胎进行人为操作和处理以获得目标个体的技术，包
括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等现代生物技术。
2. 培养受精卵的培养液的基本成分主要包括________、氨基酸、________、无机盐和
糖类等。
维生素
蛋白质
3. 胚胎移植技术：将良种雌性动物配种后，从其生殖道取出__________或通过体外受
精及其他方式（如转基因、________）得到的________或胚胎，再移植到同种的同时
发情排卵但未经配种的其他雌性动物的体内，使它们进一步发育为新个体的技术。
早期胚胎
核移植
受精卵
4. 胚胎移植的过程：一般分为供体和受体的______、供体和受体__________处理、供
体的__________处理和受精、__________以及胚胎移植。
选择
同期发情
超数排卵
胚胎收集
5. 应用价值
繁殖能力
世代间隔
种质运输
三、胚胎分割技术
1. 概念：用__________将早期胚胎平均分割成________、四分胚甚至八分胚，经培养
后植入受体，以得到__________或同卵多生后代的技术。
2. 实质：胚胎______方法。
3. 仪器：利用____________进行操作。
机械方法
二分胚
同卵双生
克隆
显微操作仪
4. 过程
桑椹胚
囊胚
血清
内细胞团
透明带
5. 优势：胚胎分割技术不仅能使可供胚胎移植的胚胎数目__________，而且可以产生
__________相同的后代。
成倍增加
遗传性能
核心要点·能力素养全提升
要点一 体外受精
1.人工授精与体外受精的比较
比较项目 人工授精 体外受精
不同点 过程 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、卵母细胞,在体外
分别经处理后完成受精过程
场所 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都属于有性生殖
2.试管动物与克隆动物的区别
比较项目 试管动物 克隆动物
生产流程
比较项目 试管动物 克隆动物
生物学原理或生物技术 体外受精、胚胎移植 细胞核的全能性、动物细胞核移植
生殖类型 有性生殖 无性生殖
后代的遗传物质 来自双亲 核遗传物质来自细胞核供体
续表
典例1 下图是哺乳动物体外受精的过程简图，据图分析，下列叙述错误的是( )
B
A.如果是大型动物，①是卵母细胞培养
B.小鼠、兔等动物需要用性激素进行超数排卵处理
C.②是精子获能处理，可采用肝素或钙离子载体溶液处理
D.③是在专用的受精溶液中完成的
[解析] 应用促性腺激素进行超数排卵处理，B项错误。
对点演练1 下列关于体外受精技术的说法，错误的是( )
B
要点二 胚胎移植
1.胚胎的来源及生殖方式
胚胎的来源 生殖方式
核移植 无性生殖
体外受精 有性生殖
体内受精 有性生殖
2.胚胎移植中三个需要注意的问题
两次激素使用 第一次：用激素对供、受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
两次检查 第一次：对收集的胚胎进行检查。
第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查
繁殖方式 ①胚胎由受精卵形成，属于有性生殖。
②胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖
3.胚胎移植的生理学基础及相应意义
项目 生理学基础 意义
受体的生理
环境 同种动物的供、受体排卵后生殖器官的生理
变化是相同的 为供体的胚胎移入受体提
供了相同的生理环境
胚胎收集 早期胚胎形成后，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 为胚胎的收集提供了可能
胚胎存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免
疫排斥反应 为胚胎在受体内的存活提
供了可能
胚胎发育 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组
织联系，但其遗传特性不受任何影响 为移植后胚胎继续发育提
供了营养等方面的保障
典例2 牛胚胎移植的基本程序如图所示，请据图回答下列问题：
超数排卵处理
同期发情
（2） 供体牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的______，受体母牛必须具备健康
的体质和正常的__________。
胚胎
繁殖能力
[解析] 供体牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎，受体母牛必须具备健康的体质和正常的繁殖能力。
（3） 胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有_________________________________
____________。
加快优良种畜的繁殖速度；提高家畜改良速度等
[解析] 胚胎移植能发挥优良母畜的繁殖能力，迅速扩大优良畜种数量，加速优良畜种的推广应用；能缩短世代间隔，提高家畜改良速度；能长期保存冷冻胚胎，便于优良品种的种质运输和保存。
对点演练2 [2023江苏苏州实验中学高三月考]红安格斯牛肉质鲜美、营养全面。某养
殖基地利用本地黄牛作受体“借腹怀胎”，培育出150头红安格斯牛。下列相关叙述
错误的是( )
B
A.红安格斯牛可提供具有优良遗传特性的胚胎
B.对本地黄牛要采取超数排卵技术
C.“借腹怀胎”可以充分发挥红安格斯牛的繁殖潜力
D.“借腹怀胎”可以缩短红安格斯牛的繁殖周期
[解析] 胚胎移植中，供体红安格斯牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎，受体的主要职能是孕育胚胎，A项正确；为获得更多的胚胎，对供体红安格斯牛注射促性腺激素，促进其超数排卵，B项错误；胚胎移植充分发挥优良母畜的繁殖能力，C项正确；胚胎移植技术中，繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体取代，大大缩短了供体本身的繁殖周期，D项正确。
对点演练3 [2023江苏苏州木渎高级中学高三质量检测]下列关于牛胚胎移植的说法，
错误的是( )
C
A.对供体、受体要进行选择
B.要用激素对供体进行超数排卵处理
C.供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D.供体的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎
[解析] 大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，在进行胚胎移植时没有必要对受体进行免疫检查，C项错误。
要点三 胚胎分割技术
1.胚胎分割的物质基础和特点
（1）物质基础：每个细胞内具有相同的遗传物质。
（2）特点：每个后代具有相同的遗传特性。
2.注意事项
（1）对囊胚进行分割时，一定要均分内细胞团。若分割不均，会出现含内细胞团多的部
分正常发育的能力强，含内细胞团少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
（2）分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且内细胞
团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢
复和发育的难度会越大，移植成功率自然会越低。
3.胚胎分割和胚胎移植的比较
比较项目 胚胎分割 胚胎移植
胚胎的来源 雌性动物体内的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎
是否切割 切割 不切割
生殖方式 无性生殖 有性生殖或无性生殖（取决于胚胎是由受精
卵发育形成的还是由核移植技术形成的重构
胚发育而成的）
后代的遗传
特点 后代具有相同的遗传物质 —
比较项目 胚胎分割 胚胎移植
处理（移
植）的时期 一般是桑椹胚或囊胚 卵裂期、桑椹胚或囊胚
意义 ①进行优良品种的快速繁
殖；
②为转基因技术、性别控
制技术提供活胚材料 ①进行优良品种的快速繁殖；
②充分发挥雌性个体的繁殖潜力，缩短供体
本身的繁殖周期；
③保持供体的优良特性；
④节约成本；
⑤用于保护珍稀动物等
共性 胚胎分割和胚胎移植最终都涉及胚胎的移植，胚胎移植是胚胎工程的最
后一道“工序”
续表
4.胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
比较项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于无性生殖或克隆，最终技术是胚胎移植
不同
点 胚胎的来
源 雌性动物体内的早期胚胎或通过体外
受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重
组胚胎
遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质，
两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主
要由细胞核供体提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个
细胞 经过核移植技术形成的一
个细胞
典例3 [2023江苏扬州高三质量检测]下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的
过程。下列相关说法正确的是( )
D
A.①代表体外受精，与体内受精不同的是，体外受精获取的精子能立即与卵细胞受精
B.②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行减数分裂，有细胞分化
C.③代表胚胎分裂，需均等分割桑椹胚的内细胞团，以免影响胚胎恢复和发育
D.通过①~⑤繁育高产奶牛的过程与克隆羊的原理不同
[解析] ①代表体外受精，体外受精和体内受精前精子都需要获能，A项错误；②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂和细胞分化，B项错误；③代表胚胎分割，需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，C项错误；图示奶牛的培育存在两性生殖细胞的结合，而克隆羊是通过细胞核移植技术获得的，两者的原理不同，D项正确。
对点演练4 ［多选］下列关于胚胎分割的叙述，正确的是( )
AC
A.胚胎分割份数越多，胚胎移植的成功率越低
B.胚胎分割是一种有性生殖
C.胚胎分割后，移植获得的后代的基因型完全相同
D.胚胎分割是在动物体内进行的
[解析] 胚胎分割可以看作无性生殖，所形成的后代的基因型完全相同，遗传性状极为相似，B项错误，C项正确；胚胎分割是在动物体外进行的操作，但不能无限分割，分割的份数越多，胚胎移植的成功率越低，A项正确，D项错误。
对点演练5 下列关于胚胎分割的叙述，正确的是( )
C
A.对原肠胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割
B.对于同一种生物来说，四分胚胎比二分胚胎的成活率高
C.二分胚胎移植形成的个体之间毛色和斑纹可能存在差异
D.分割得到的裸胚必须先注入空透明带，然后再植入受体
[解析] 对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，A项错误；胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低，因此对于同一种生物来说，二分胚胎比四分胚胎的成活率高，B项错误；二分胚胎移植形成的个体之间毛色和斑纹可能存在差异，因为生物的性状还受环境因素的影响，C项正确；分割得到的裸胚可先注入空透明带，也可直接移植给受体，D项错误。
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