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第58讲　胚胎工程
[课标要求]
1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。
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.胚胎工程概念的理解
基础知识·整合
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:精子和卵子结合形成 (即受精卵)的过程,包括受精前的
阶段和 阶段。
(2)场所:在自然条件下,哺乳动物的受精在 内完成。
合子
准备
受精
输卵管
(3)过程。
获能
MⅡ期
后来的精子进入
卵细胞膜
雌、雄原核
3.胚胎早期发育
有丝分
各种组织
裂
胎膜和胎盘
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
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修3 P56相关信息)精子获能液常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。(　　)
(2)(选择性必修3 P57正文)动物排出的卵子都是次级卵母细胞,需进一步成熟。
(　　)
√
【提示】 动物排出的卵子可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞,都需在输卵管中进一步成熟。
×
(3)(选择性必修3 P57正文拓展)先发生透明带反应,后发生卵细胞膜反应,这是防止多精入卵的两道屏障。(　　)
(4)(选择性必修3 P58相关信息)受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。(　　)
(5)(选择性必修3 P58正文)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多,细胞体积增大。(　　)
√
√
×
【提示】 卵裂阶段胚胎的总体积并不增加,但细胞数目增多,每个细胞中有机物含量减少,DNA的含量基本不变,细胞体积减小。
2.规范表达
(1)(选择性必修3 P57图2-20拓展)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,为什么观察不到3个极体
【提示】 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,因此观察不到3个极体。
(2)(选择性必修3 P57正文拓展)防止多精入卵有两道屏障,这有什么意义
【提示】 有两道屏障防止多精入卵,这可以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。
能力1　围绕胚胎工程的理论基础,考查理解能力及综合分析能力
1.受精是精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程,包括受精前的准备阶段和受精阶段。如图表示精子入卵后发生的一系列变化过程,下列相关叙述错误的是(　　)
A.常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
B.图中X指透明带发生反应,“屏障”的作用是阻止其他精子入卵
C.图中Y指卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核
D.精子入卵后尾部脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜
关键能力·提升
B
【解析】 精子入卵后,尾部脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成雄原核,与此同时,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核(图中Y),因此受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核;图中X表示卵细胞膜反应,是防止多精入卵的第二道屏障。
2.(2025·广东联考)图1为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图,图2表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述错误的是(　　)
A.图1中过程②细胞的数量增加,但胚胎的总体积并不增加
B.胚胎发育的早期,受精卵的卵裂过程是在透明带内完成的
C.图2处于图1中的a时期,细胞⑥将会发育成胎膜和胎盘的一部分
D.图1中b时期胚胎发生细胞分化,随后发育形成三个胚层
C
【解析】 图1中过程②是受精卵经卵裂发育到桑葚胚的过程,卵裂过程是在透明带内完成的,该过程中细胞数量增加,但胚胎的总体积几乎不变;图2为囊胚,其处于图①中的a时期,细胞⑦为滋养层细胞,将来发育成胎儿的胎膜和胎盘,细胞⑥为内细胞团细胞,将来发育成胚胎的各种组织和器官;b时期胚胎为原肠胚,该时期发生了细胞的分化,随后发育成外、中、内三个胚层。
考点二
胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)过程。
基础知识·整合
MⅡ
(2)意义。
①提高动物 。
②为胚胎移植提供可用的 。
获能
繁殖能力
胚胎
2.胚胎移植
(1)概念理解。
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。
超数排卵
处理
妊娠
(3)意义。
①充分发挥雌性优良个体的 潜力。
②大大缩短了 本身的繁殖周期。
3.胚胎分割
(1)概念。
对象
方法 机械方法
目的 获得
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
繁殖
供体
早期胚胎
同卵双胎或多胎
(2)仪器设备:体视显微镜和显微操作仪。
(3)操作过程。
桑葚胚
囊胚
操作液
分割针
分割刀
体外培养
(4)意义:①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。②在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制 、动物繁育健康后代具有重要意义。
动物性别
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修3 P60正文)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。(　　)
(2)(选择性必修3 P62相关信息)超数排卵是指应用外源性激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。(　　)
×
【提示】 采集的卵母细胞培养至MⅡ期,即可用于受精。
×
【提示】 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。
【提示】 胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(3)(选择性必修3 P62正文)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。(　　)
×
(4)(选择性必修3 P63图2-25)做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞。
(　　)
×
【提示】 进行胚胎性别鉴定时应取滋养层的细胞。
2.规范表达
(1)(选择性必修3 P61图2-23拓展)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理
【提示】 使它们的生理状态达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
(2)(选择性必修3 P61图2-23拓展)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体、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)(选择性必修3 P63图2-25拓展)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
【提示】 内细胞团将发育成胎儿的各种组织,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,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。
能力2　围绕胚胎工程的技术及其应用,考查应用能力
3.(2023·广东卷,3)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
C
关键能力·提升
【解析】 由题干信息可知,该过程通过体外受精获得紫羚羊胚胎,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,因此不涉及细胞核移植。
4.(2025·揭阳月考)如图表示繁殖良种奶牛的流程,下列叙述正确的是(　　)
A.①过程获得的卵母细胞要在体外培养到MⅠ期时才具备与精子受精的能力
B.将处于原肠胚时期的早期胚胎(a)进行均等分割可获得2个健康胚胎(d)
C.相比人工授精,体外受精需对精子进行获能处理
D.③过程需要向代孕母牛注射免疫抑制剂,以避免免疫排斥反应
C
【解析】 ①过程获得的卵母细胞要在体外培养到MⅡ期时才具备与精子受精的能力;胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚;人工授精时,精子在雌性生殖道内获能,而体外受精发生的场所在体外,需先对精子进行获能处理;胚胎移植时受体对外来胚胎几乎不发生免疫排斥反应,不需要注射免疫抑制剂。
归纳总结
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
不同 通过雌雄动物交配完成受精 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
不同 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、卵子成熟后才能完成受精过程;
②都是有性生殖

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