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(共40张PPT)
第42讲　胚胎工程
素养目标
考点一 胚胎工程的理论基础
夯实基础 精研教材
1.胚胎工程的概念
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:　　　　　　　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　　　　　内完成。
(3)阶段:
①受精前的准备阶段
精子与卵子
输卵管
生殖道
MⅡ期
②受精阶段
3.胚胎早期发育
有丝分裂
各种组织
胎膜和胎盘
4.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。
教材深挖
1.(选择性必修3 P56相关信息)使精子获能的方法:①直接利用雌性动物的
　　　　　使精子获能;②将精子培养在人工配制的　　　　　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.(选择性必修3 P57正文)进行体外受精时,将卵母细胞取出后,能否直接用于体外受精 为什么
生殖道
获能液
肝素
Ca2+载体
不能,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
易错排查
1.囊胚内细胞团和滋养层细胞内含有的核基因不同,所以全能性高低不同。
(　　)
2.随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积和有机物总量显著增加。(　　)
3.精子在获能液中于37 ℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能。
(　　)
4.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液。(　　)
5.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性。(　　)
×
×
√
×
×
考法练透 素养提升
1.(2024·湖北卷)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响,实验结果如下表所示。根据实验数据,下列叙述错误的是(　　)
甲的浓度/(μg·mL-1) 卵母细胞/个 第一极体排出/个 成熟率/% 卵裂数/个 卵裂率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A.实验结果说明甲抑制卵裂过程
B.甲浓度过高抑制第一极体的排出
C.添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D.本实验中,以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
A
解析 雌激素甲浓度为1 μg/mL时卵裂数和卵裂率都比不使用甲时要高,说明在一定浓度下甲可促进卵裂进程,添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力,A项错误,C项正确;甲浓度为1 μg/mL时第一极体排出数量比0 μg/mL时增多,甲浓度为10 μg/mL、100 μg/mL时第一极体排出数量比0 μg/mL时减少,说明甲浓度过高抑制第一极体的排出,B项正确;通过卵母细胞数、第一极体排出数与成熟率的关系可以看出,本实验中以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准,D项正确。
2.(2025·八省联考内蒙古卷)下列有关牛体外受精的叙述,错误的是(　　)
A.精子需经过获能步骤,才可用于体外受精
B.卵母细胞需培养至MⅡ期,与精子结合完成受精
C.体外受精需加入聚乙二醇等诱导精卵结合
D.精子入卵后卵细胞膜发生生理反应,阻止其他精子进入
C
解析 体外受精时,采集到的成熟精子经获能处理后才具有受精能力,A项正确;动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,需培养至MⅡ期才具备与精子受精的能力,B项正确;聚乙二醇常用于细胞融合,受精过程可自然发生,不需要聚乙二醇,C项错误;卵细胞膜反应是指精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵细胞膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程,这是防止多精入卵的第二道屏障,D项正确。
考点二 胚胎工程技术及其应用
夯实基础 精研教材
1.胚胎工程技术
包括　　　　　　　　　　　　　　　等。
2.体外受精
(1)技术:主要包括卵母细胞的采集、　　　　　　　和　　　　等步骤。
(2)过程
体外受精、胚胎移植和胚胎分割
精子的获取　
受精　
(3)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
3.胚胎移植
(1)概念: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
　　　　　　　　　　的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
(2)实质:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
同种的、生理状态相同
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
(3)胚胎移植的生理学基础
(4)过程
超数排卵
冲卵
桑葚胚或囊胚
妊娠
(5)意义
4.胚胎分割(无性繁殖或克隆的方法之一)
胚胎分割
同卵
双胎或多胎
细胞的全能性
相同
体视显微镜　
胚胎分割
桑葚胚或囊胚　
无性繁殖
内细胞团　
胚胎分割
遗传性状
性别鉴定
易错排查
1.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。(　　)
2.从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内。(　　)
3.在体外完成受精后的受精卵,将其植入子宫即可完成着床。(　　)
4.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植。(　　)
5.试管动物技术的核心环节就是体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。
(　　)
×
×
×
×
√
思维探究 考教衔接
(根据2014·江苏卷、2014·山东卷、2012·山东卷、2015·重庆卷、2010·海南卷、2015·安徽卷情境设计)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示:
(1)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射　　　　　　,使其　　　　。采集的精子需要经过　　　　　　,才具备受精能力。
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供
　　　　(气体)以维持　　　　　　　　　　。
(3)从受精卵到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是　　　　　　　　　。为了提高已有胚胎的利用率,在胚胎移植前,可采取　　　　　　　技术,它在胚胎工程中的意义在于　　　　　　　　　　　　。这体现了早期胚胎细胞的　　　　　。
(4)应用胚胎工程技术可以培育出“试管羊”。试管羊的培育需经过体外受精、
　　　　　　　、　　　　　　　以及在母体中发育和产出等过程。进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的胚胎基本不发生　　　　　　　　,这为胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
促性腺激素
超数排卵
获能(处理)
CO2　
培养液的pH
早期胚胎培养
胚胎分割
提高优良母畜的繁殖率　
全能性
早期胚胎培养
胚胎移植　
免疫排斥反应
考法练透 素养提升
1.(2024·湖北卷)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉,具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是(　　)
A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
D
解析 通过胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊,应选择具有遗传优良性状的公羊和母羊,对母羊进行超数排卵处理后,进行发情配种或人工授精,收集胚胎并检查后,选择同一物种母羊作为受体进行胚胎移植,进行遗传学检测时可采集滋养层细胞,A、B两项正确,D项错误;绵羊和山羊不是同一物种,可能出现免疫排斥反应,C项正确。
2.(2024·甘肃卷)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如下图。下列叙述错误的是(　　)
A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
答案 B　
解析 藏羊甲提供卵母细胞,需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵,以获得更多卵母细胞,A项正确;刚采集到的卵母细胞需培养成熟(MⅡ期)后才可与获能的精子进行体外受精,B项错误;在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理,使受体和供体的生理环境相同或相似,因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理,C项正确;后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来的,因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙,D项正确。
聚焦表达 回扣落实
1.(选择性必修3 P59拓展应用1)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。
2.(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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
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
两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
3.(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
4.(选择性必修3 P62正文)对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为什么要将内细胞团均等分割
小鼠:桑葚胚;绵羊:16细胞;猪:4~6细胞;马:囊胚;牛:8~16细胞
囊胚阶段开始出现内细胞团,它将来发育成胎儿的各种组织,其他细胞为滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题

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