资源简介

第54讲　胚胎工程
　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1　胚胎工程的理论基础
一、胚胎工程的概念
二、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：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
3．过程
1．(人教版选择性必修3 P58相关信息)判断卵子是否受精的标志是___________________________________________________。
提示：观察到两个极体或者雌、雄原核
(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)卵子的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
(3)防止多精入卵的生理反应：一是透明带发生生理反应；二是卵细胞膜发生生理反应。
(4)在胚胎工程的实际操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。
三、胚胎早期发育
(1)桑葚胚的细胞和囊胚期的内细胞团的细胞都具有全能性。
(2)卵裂时胚胎中有机物的含量不断减少，但有机物的种类增加；胚胎总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持稳定。
2．(人教版选择性必修3 P58正文)要对移植的早期胚胎进行性别鉴定，通常取滋养层的细胞，其原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：滋养层细胞与内细胞团细胞染色体组成相同，且不损伤胚胎
四、孵化
1．概念：囊胚进一步扩大，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。
1．体外受精技术不涉及胚胎分割。 (√)
2．动物排出的卵子成熟程度不同，如猪、羊排出的是初级卵母细胞。 (×)
提示：马、犬等排出的是初级卵母细胞，猪、羊排出的是次级卵母细胞。
3．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。 (√)
4．在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔。 (×)
提示：在囊胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔。
5．将体外培养的胚胎移植到子宫时，不同的动物选择的胚胎发育阶段相同。 (×)
提示：将体外培养的胚胎移植到子宫时，不同的动物选择的胚胎发育阶段不一定相同。
(人教版选择性必修3 P56～58图文信息)某牧场引进了一只产肉性能优异的良种公牛，为了在短时间内获得具有该公牛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)在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_______________________
_____________________________________________________________________。
利用该公牛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。将培养好的良种囊胚和相应数量的非繁殖期受体母牛为材料进行操作，以获得具有该公牛优良性状的后代。主要的操作步骤是_____________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)牧场工作人员探究不同浓度的雌激素X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。
X的浓度 (μg/mL) 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
本实验中，以第一极体的排出作为________的判断标准。实验结果表明：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：(1)刚排出的精子必须在雌性生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力　MⅡ期
(2)用相关激素对非繁殖期受体母牛进行同期发情处理，再将保存的囊胚移植入受体母牛的子宫
(3)卵母细胞成熟　雌激素X低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂
体内受精及胚胎早期发育的过程
　(链接人教版选择性必修3 P58正文及图2-21)研究者在哺乳动物胚胎的2细胞阶段对细胞进行标记，追踪到囊胚阶段，发现大多数内细胞团细胞主要来源于2细胞阶段中的一个细胞，即在胚胎发育的早期阶段，细胞的命运已经开始表现出显著的不均衡性。下列相关叙述错误的是(　　)
A．过程①②细胞的数量不断增加，但胚胎总体积不增加
B．b为滋养层细胞，其细胞来源也表现出显著不均衡性
C．c为内细胞团，其发育为胚胎的大部分和胎盘的一部分
D．过程③形成的囊胚进一步扩大导致透明带破裂，使胚胎伸展出来
C　[由图可知，过程①②属于胚胎早期在透明带内的发育阶段，在该时期，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，A正确；由图可知，a为透明带，b为滋养层细胞，由题意可知，大多数内细胞团细胞主要来源于2细胞阶段中的一个细胞，即在胚胎发育的早期阶段，细胞的命运已经开始表现出显著的不均衡性，据此可推测，滋养层的细胞来源也表现出显著不均衡性，B正确；c为内细胞团，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，C错误；过程③形成的胚胎叫作囊胚，囊胚会进一步扩大，导致透明带破裂，使胚胎从其中伸展出来，D正确。]
考点2　胚胎工程技术及其应用
一、体外受精
1．过程
2．意义
(1)是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。
二、胚胎移植
1．概念：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。
2．过程
1．(人教版选择性必修3 P61图2-23)若一次给受体母牛移入多个体外受精的胚胎，产生的后代基因型______________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，其理由是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：不一定相同　这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来
2．(人教版选择性必修3 P62相关信息)超数排卵是指应用__________________，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
提示：外源促性腺激素
3．生理学基础
4．实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
5．意义
(1)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
(2)大大缩短了供体本身的繁殖周期。
(3)对供体施行超数排卵处理后，增加后代数量。
三、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。
4．要求：在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
5．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。
3．(人教版选择性必修3 P63图2-25)对发育到囊胚期的牛胚胎进行二分胚分割时，要将内细胞团均等分割的原因是_____________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：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发育能力强，少的部分发育受阻或不良，甚至不能发育等问题
1．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。 (×)
提示：成熟的精子获能后才可受精。
2．体外完成受精后的受精卵，将其植入子宫即可完成着床。 (×)
提示：在体外完成受精后的受精卵，需要先进行早期胚胎培养，才能植入子宫。
3．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测。 (√)
4．为了获得更多的早期胚胎，常用促性腺激素对供体进行处理，其目的是获得更多的卵母细胞，经人工授精后可得到早期胚胎。 (√)
5．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率。 (×)
提示：胚胎分割可获得多个胚胎，但不能提高胚胎的成活率。
(人教版选择性必修3 P61图2-23及P63图2-25)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。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，据下图回答下列问题：
(1)图中①表示________，②过程的实质是_________________。除了图中技术以外还有____________________________(答出2条即可)，需要进行②操作才能获得后代。
(2)在胚胎移植前需对供体和受体进行同期发情处理的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)为获得雌性杜泊羊，胚胎移植前需取________进行DNA分析，鉴定性别。为提高胚胎的利用率，尽快获得数量较多的子代杜泊羊，应使用_______________技术对胚胎进行处理，处理时要注意将内细胞团______________分割。
提示：(1)体外受精　早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移　转基因技术、核移植技术
(2)使供体和受体生殖器官的生理变化同步，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境
(3)滋养层细胞　 胚胎分割　均等
体外受精和胚胎移植
1．(链接人教版选择性必修3 P61图文信息)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
B　[促性腺激素能作用于卵巢，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，A正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数分裂Ⅱ中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B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，使供体和受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C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，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。]
胚胎分割
2．(链接人教版选择性必修3 P63图2-25)胚胎分割技术是指将早期胚胎切割，然后经移植获得双胎或多胎的技术。该技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法，如图为牛胚胎分割技术过程示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．可先使用外源雌激素处理供体母牛，增加其排卵的数量，从而增加冷冻胚胎的数量
B．鉴定胚胎性别时通常取囊胚时期的少量内细胞团的细胞
C．通过胚胎分割技术形成的多只牛犊遗传物质组成相同，性状也一定相同
D．当地普通母牛不会发生免疫排斥反应，胚胎移植前不需要进行免疫检查
D　[为了增加供体母牛排卵的数量，应该使用外源促性腺激素处理供体母牛，A错误；鉴定性别通常取囊胚时期的少量滋养层细胞，因为滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，不会影响胚胎发育，而内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，取内细胞团的细胞会影响胚胎发育，B错误；利用胚胎分割技术获得的多个胚胎含有的遗传物质完全一致，但受表观遗传或外界环境的影响，它们的性状并非完全一致，C错误；当地普通母牛不会发生免疫排斥反应，所以胚胎移植前不需要进行免疫检查，这是胚胎移植成功的基础，D正确。]
1．(2025·陕晋青宁卷)科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作，获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是(　　)
A．为获取足够的卵子，需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理
B．为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致，需进行同期发情处理
C．受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量和胚胎总体积均增加
D．对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
C　[胚胎工程需要足够的卵子，可以对供体雌性绵羊进行超数排卵处理，即注射促性腺激素以诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子，A正确；为提高胚胎移植的成功率，需要使受体绵羊与供体绵羊生理状态保持一致，因此需要对受体绵羊、供体绵羊进行同期发情处理，B正确；受精卵发育至桑葚胚的早期分裂阶段称为卵裂，此时期细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，C错误；对照组绵羊的年龄、性别等属于无关变量，无关变量应保持适宜且相同，D正确。]
2．(2025·江苏卷)梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好，但自然杂交很难完成，人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用，可提高繁殖率，增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是(　　)
A．采集的精液无需固定、稀释，即可用血细胞计数板检测精子密度
B．人工授精时，采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道
C．超数排卵处理时，常用含促性腺激素的促排卵剂
D．母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础
C　[采集的精液需要稀释处理后，才能用血细胞计数板检测精子密度，这样可以保证检测结果的准确性，A不合理；雌性动物的生殖道也可使精子获能，B不合理；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，故可用含促性腺激素的促排卵剂进行超数排卵处理，C合理；母体子宫对胚胎的免疫耐受性高，一般不发生免疫排斥反应，D不合理。]
3．(2025·云南卷)孕酮具有促进子宫内膜增生，为受精卵着床作准备的作用。某奶牛场发现一头高产奶量母牛生产两胎后重复配种均未成功妊娠，该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛。为获得该母牛的后代，下列说法正确的是(　　)
A．运用体外受精或人工授精技术可提高该牛的妊娠率
B．使用外源促性腺激素处理该牛获得更多卵子进而可获得多枚胚胎
C．体外受精或人工授精后形成受精卵移植到健康受体可提高存活率
D．使用该牛MⅡ期卵母细胞的细胞核进行核移植可获得可育后代
C　[该母牛孕酮量低于正常母牛，子宫内膜增生可能不足，不利于受精卵着床，即使运用体外受精或人工授精技术，也难以提高妊娠率，A错误；使用外源促性腺激素处理该牛，可促使其超数排卵，获得更多卵子，但该牛孕酮量低于正常母牛，受精卵不能成功着床，不能获得成活胚胎，B错误；该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛，故可通过体外受精或人工授精后形成受精卵移植到健康的受体内可提高存活率，C正确；MⅡ期卵母细胞已完成减数分裂Ⅰ，且卵母细胞适合作核受体，而不是核供体，D错误。]
4．(不定项)(2024·江苏卷)从牛卵巢采集卵母细胞进行体外成熟培养，探究高温对卵母细胞成熟的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的有(　　)
A．选取发育状态一致的卵母细胞进行培养
B．体外培养卵母细胞时通常加入湿热灭菌后的血清
C．对采集的卵母细胞传代培养以产生大量卵细胞
D．体外培养时高温提高了卵母细胞发育的成熟率
BCD　[选取发育状态一致的卵母细胞进行培养，这样可以排除其他因素的干扰，保证实验结果是由温度这一变量引起的，A正确；体外培养卵母细胞时通常加入血清，但是动物血清并不能进行湿热灭菌，否则会使其中部分有效成分失活，B错误；卵母细胞不能进行传代培养，因为卵母细胞是生殖细胞，不具有连续分裂的能力，C错误；由图可知，高温降低了卵母细胞发育的成熟率，而不是提高，D错误。]
课时数智作业(五十四)　胚胎工程
1．(2025·安徽合肥模拟)中国科研团队采用新的胚胎植入前诊断技术(PGD)阻断Leri—Weill软骨发育不良综合征的遗传，使健康婴儿顺利诞生。婴儿的母亲是含显性致病基因(S基因)的杂合子，且S基因位于染色体交换频率高的区域。故为确保PGD检测结果的准确性，分别对第一极体、第二极体(仅来自次级卵母细胞)、囊胚进行检测。下列叙述错误的是(　　)
A．在操作过程中所用的细胞培养液需加入一定量的动物血清
B．若第一极体中检出S基因，则第二极体和囊胚都不含S基因
C．若第一极体中未检出S基因，则第二极体和囊胚都含S基因
D．通常取囊胚的滋养层细胞对胚胎进行性别鉴定和遗传病筛查
B　[胚胎早期培养的细胞培养液需添加一定量的动物血清以提供必要营养，A正确；因为母亲是含显性致病基因(S基因)的杂合子，且S基因位于染色体交换频率高的区域，若第一极体中检测出S基因，即第二极体或卵细胞中，可能有一个含有S基因，卵细胞受精发育成的囊胚可能含S基因，也可能不含S基因，B错误；若第一极体不含S基因，则次级卵母细胞含S基因，即第二极体和囊胚都含S基因，C正确；胚胎植入前诊断通常选取囊胚的滋养层细胞进行检测，以避免损伤胚胎发育的关键细胞，可用于性别鉴定和遗传病筛查，D正确。]
2．(2025·湖南长沙模拟)多精受精是指动物在受精过程中，两个或两个以上的精子进入一个卵内的现象。多精受精的发生率约为2%～10%。皮质反应是指当第1个精子进入卵母细胞后，卵母细胞释放分泌小泡(内含蛋白水解酶)，破坏透明带中精子结合位点的现象。未成熟或者老化的卵母细胞，都不能发生完整的皮质反应。结合上述信息，下列说法错误的是(　　)
A．透明带反应和皮质反应都是阻止多精受精的屏障
B．可以依据细胞中原核的数量来判断是否为多精受精
C．哺乳动物正常的雌原核和雄原核都含有同源染色体
D．卵母细胞的成熟程度是影响多精受精的因素之一
C　[当第1个精子进入卵母细胞后，卵母细胞释放分泌小泡(内含蛋白水解酶)，破坏透明带中的精子结合位点，进而影响其他精子对卵母细胞的识别，因此，皮质反应是阻止多精受精的屏障；此外，透明带反应也是阻止多精入卵的屏障，A正确。正常情况下，受精后的细胞中只有2个原核，当细胞中原核超过2个时，就可以判断为多精受精，B正确。哺乳动物正常的雌原核和雄原核均不含同源染色体，C错误。未成熟或者老化的卵母细胞，都不能发生完整的皮质反应，因此，卵母细胞的成熟程度是影响多精受精的因素之一，D正确。]
3．(2025·陕西宝鸡模拟)如图为哺乳动物的受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期。下列叙述正确的是(　　)
A．若①过程在体外进行，则相应实验操作需要在显微操作仪中进行
B．受精卵形成桑葚胚过程中细胞没有分化，没有发生基因的选择性表达
C．桑葚胚经过③过程获得的a时期胚胎中开始出现了胎膜和胎盘
D．若④过程为胚胎孵化，则b时期的胚胎表面已丧失完整的透明带
D　[①过程为受精作用，其在体外进行时只需要将已获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间即可，无需在显微操作仪器中进行，A错误；②过程中细胞没有分化，但细胞有丝分裂过程中基因仍然发生了选择性表达，B错误；桑葚胚的下一时期为囊胚期，此时胚胎由内细胞团和滋养层细胞两部分组成，后者将来才能发育成胎膜和胎盘，C错误；若④过程为胚胎孵化，则通过该过程会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，后续形成的b时期胚胎表面已丧失完整的透明带，D正确。]
4．(2025·江苏苏州模拟)超数排卵需要用到促卵泡素(FSH)。为了生产足量的促卵泡素，研究人员利用DNA重组技术向宿主细胞导入促卵泡素基因，生产重组人促卵泡素(rFSH，化学本质为蛋白质)。经鉴定rFSH与内源FSH具有相似的活性，且稳定性更高。相关叙述正确的是(　　)
A．人体的内源FSH由下丘脑分泌，作用于卵巢促进排卵
B．常采用显微注射法直接将促卵泡素基因注入宿主细胞
C．与使用内源FSH相比，使用rFSH超数排卵的效果更好
D．先口服rFSH进行超数排卵，再在体外进行人工授精
C　[人体的内源FSH由垂体分泌，作用于卵巢促进排卵，A错误；研究人员利用DNA重组技术向宿主细胞导入促卵泡素基因，据此推测该操作过程中常采用显微注射法将重组的促卵泡素基因注入宿主细胞，B错误；rFSH与内源FSH具有相似的活性，且稳定性更高，因此，与使用内源FSH相比，使用rFSH超数排卵的效果更好，C正确；rFSH的化学本质是蛋白质，不能口服使用，否则会被分解，D错误。]
5．(2025·湖北武汉模拟)牦牛胚胎移植过程中，发情处理方式会影响移植的成功率。实验受体母牛均植入一个胚胎，统计结果如下表所示。其中自然发情是指牦牛繁殖季节未经外源激素处理而发情的受体母牛。下列叙述正确的是(　　)
受体母牛数(头) 妊娠数(头)
同期发情 40 19
自然发情 31 18
A．同期发情和超数排卵都提高了供体母牛的排卵数
B．与同期发情相比，自然发情提高了胚胎移植的成功率
C．移植胚胎的发育阶段是本实验的无关变量，均应选用原肠胚
D．外源胚胎产生免疫排斥导致受体母牛不能实现全部妊娠
B　[同期发情不能提高供体母牛的排卵数，A错误；分析表格数据可知，自然发情的妊娠率更高，故与同期发情相比，自然发情提高了胚胎移植的成功率，B正确；移植胚胎的发育阶段是本实验的无关变量，但应选用桑葚胚或囊胚，C错误；受体母牛不会对外源胚胎产生免疫排斥，D错误。]
6．(2025·湖南衡阳模拟)为了加快优良牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息分析，下列叙述正确的是(　　)
A．试管牛和克隆牛都是有性生殖的产物
B．获得的优秀公牛的新鲜精液，可直接用于受精作用
C．克隆牛(F)的染色体全部来自良种奶牛(C)
D．通过方法Ⅱ产生的F牛的性别与C相同，性状也与C完全一致
C　[克隆牛不需要进行生殖细胞的受精过程，属于无性生殖，A错误。获得的优秀公牛的新鲜精液，需获能后才能进行受精作用，B错误。染色体只存在于细胞核中，克隆牛(F)的染色体全部来自良种奶牛(C)，C正确。F牛是核移植后经细胞培养，然后将早期胚胎移入母牛子宫发育而产生的，为无性生殖。F牛的性别由其细胞核决定，与良种奶牛C的性别一致，为雌性，但F牛少部分遗传物质来自无核卵细胞中的细胞质，因此性状与C不完全一致，D错误。]
7．(2025·河北衡水模拟)如图为经过体外受精和胚胎分割、移植以培育优质奶牛的过程。下列叙述正确的是(　　)
A．A为次级卵母细胞，必须在体外进行获能处理
B．B为内细胞团，将来可以发育为奶牛的各种组织
C．进行胚胎分割时，应选择发育良好的囊胚或原肠胚
D．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
D　[A为次级卵母细胞，必须在体外进行成熟培养，精子需要进行获能处理，A错误；B为囊胚腔，B错误；进行胚胎分割时，应选择发育良好的桑葚胚或囊胚，C错误；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，D正确。]
8．(不定项)(2025·江西南昌模拟)为了比较两种早期胚胎培养常用培养液(CRlaa和mCRlaa)用于体外胚胎培养的差异情况，科研人员进行了相关实验。这两种培养液中除NaCl浓度不同外，其他成分及浓度均相同。下列叙述正确的是(　　)
注：卵裂率(%)＝(卵裂数/卵母细胞总数)×100%，囊胚率(%)＝(囊胚数/卵母细胞总数)×100%。
A．CRlaa和mCRlaa两种培养液均含有糖类、氨基酸与动物血清等物质
B．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步骤
C．CRlaa和mCRlaa对卵裂期的发育影响接近，CRlaa更有利于囊胚发育
D．囊胚期的滋养层细胞最终会发育成胎膜和胎盘，内细胞团发育成胎儿的各种组织
ABD　[CRlaa和mCRlaa两种培养液均含有糖类、氨基酸与动物血清等物质，动物血清的使用满足了早期胚胎对营养的需求，A正确；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步骤，受精过程可以在获能培养液中或受精专用培养液中完成，B正确；根据图示信息可知，mCRlaa组的囊胚数和囊胚率均高于CRlaa组，说明mCRlaa培养液更有利于囊胚发育，C错误；囊胚期的滋养层细胞最终会发育成胎盘和胎膜，内细胞团发育成胎儿的各种组织，因此，在进行胚胎分割时需要注意将内细胞团均等分割，D正确。]
9．(12分)(2025·山东潍坊期末)图1是我国科学家利用胚胎干细胞建立体外胚胎和胚胎发育潜能研究的流程。人胚胎干细胞存在两种不同状态，即原始态(naive)和始发态(primed)。naive干细胞具有最高的发育潜能，primed干细胞全能性相对较低。图2是OGT、OGA以及细胞骨架蛋白在胚胎干细胞中表达情况的电泳图谱，OGT是负责在蛋白质上加糖基的酶，OGA是负责将糖基从蛋白质上去除的酶。
(1)猴子芽体相当于________期的胚胎，过程③的起点细胞应取自芽体的_____________部位。
(2)过程④⑤形成的胚胎是_____________，由该胚胎表面细胞向内迁移形成_____________。过程⑥需对受体母猴进行的处理是_____________。
(3)据图2推测，naive干细胞发育潜能更高的原因可能是______________________________；该实验设置细胞骨架蛋白表达量组别作为对照的作用是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)与过程①相比，过程②培养液中还应添加________。primed干细胞与神经干细胞相比，前者的特点是_______________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案]　(除标注外，每空1分，共12分)(1)囊胚　内细胞团　(2)原肠胚　内胚层　同期发情处理　(3)细胞中的蛋白质糖基化程度低(2分)　排除细胞本身蛋白表达受阻的情况(或保证细胞都具有正常表达蛋白质的功能)(2分)　(4)促进胚胎发育的物质　具有分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，并进一步形成机体所有的组织和器官，甚至个体的潜能(2分)
[解析]　(1)从图1流程来看，猴子芽体后续能进一步发育形成胚胎，在胚胎发育过程中，囊胚期的胚胎开始出现细胞分化，具有内细胞团等结构，可进一步发育成个体，所以猴子芽体相当于囊胚期的胚胎。囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，所以过程③的起点细胞应取自芽体的内细胞团部位。(2)过程④⑤是从囊胚进一步发育，形成的胚胎是原肠胚，原肠胚发育过程中，由该胚胎表面细胞向内迁移形成内胚层。过程⑥是胚胎移植，需对受体母猴进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化相同，为移入受体的供体胚胎提供相同的生理环境。(3)据题干信息和图2分析可知，naive干细胞中OGA相对含量高，OGA是负责将糖基从蛋白质上去除的酶，故naive干细胞发育潜能更高的原因可能是naive干细胞中的蛋白质糖基化程度低。该实验设置细胞骨架蛋白表达量组别作为对照，是因为其表达量相对稳定，不受实验处理的影响，可以作为内参基因用于校正其他蛋白的表达水平，排除细胞本身蛋白表达受阻的情况(或保证细胞都具有正常表达蛋白质的功能)。(4)与过程①相比，过程②是naive干细胞的培养，naive干细胞具有较高的发育潜能，所以培养液中还应添加能促进胚胎发育的物质。primed干细胞全能性相对较低，神经干细胞是已经分化的细胞，primed干细胞与神经干细胞相比，primed干细胞具有分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，并进一步形成机体所有的组织和器官，甚至个体的潜能。
(教师用书独具)
1．(2025·江苏徐州一模)黑裘皮羊被列为国家畜禽遗传资源保护品种， 对其保种扩繁工作采用了多种现代生物技术。下列做法不合理的是(　　)
A．采用同期发情处理，使母羊集中发情，便于统一配种和管理
B．长期使用同一批优秀种公羊进行人工授精能最大程度保留优良性状
C．在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割
D．为了控制黑裘皮羊的性别，在胚胎移植前一般选取滋养层细胞进行性别鉴定
B　[通过同期发情处理可调节母羊的生理周期，使其同步排卵，便于统一配种和管理，A合理；长期使用同一批种公羊会导致近亲繁殖，基因多样性降低，隐性有害性状易表现，不利于保留优良性状，B不合理；胚胎分割需选择发育良好、全能性高的桑葚胚或囊胚，确保分割后胚胎正常发育，C合理；胚胎性别鉴定通常取滋养层细胞，避免损伤胚胎，D合理。]
2．(2025·山东潍坊模拟)对60枚牛冷冻胚胎进行二分切割操作，得到120枚半胚，其中双半胚移植40头(每头受体移植2枚半胚)、单半胚移植40头(每头受体移植1枚半胚)，另取同级别整胚移植受体40头，移植结果如表。下列说法错误的是(　　)
组别 受体(头) 成活(头)
整胚 40 17
双半胚 40 22
单半胚 40 11
A．分割前需观察胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚期
B．胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理
C．根据表中数据，双半胚组成活率高于其他两组
D．双半胚和单半胚移植与整胚移植相比都提高了胚胎利用率
C　[哺乳动物的早期胚胎一般发育到桑葚胚或者囊胚期进行胚胎分割，故分割前需观察胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚期，A正确；题干中采用的是牛冷冻胚胎，故胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理，B正确；双半胚移植40头(每头受体移植2枚半胚)，即双半胚共移植80个半胚胎，成活了22头，成活率为22/80×100%＝27.5%，单半胚移植40头(每头受体移植1枚半胚)即单半胚共移植40个半胚胎，成活了11头，成活率为11/40×100%＝27.5%，整胚移植受体40头即整胚共移植40个胚胎，成活了17头，成活率为17/40×100%＝42.5%，故根据表中数据，双半胚组成活率并没有高于其他两组，C错误；根据表中数据分析可知，双半胚和单半胚移植(一个胚胎进行二分切割成两个胚胎)与整胚移植相比都提高了胚胎利用率，D正确。]
1 / 19第54讲　胚胎工程
　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1　胚胎工程的理论基础
一、胚胎工程的概念
二、受精
1．概念：精子与卵子结合形成________(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．过程
1．(人教版选择性必修3 P58相关信息)判断卵子是否受精的标志是__________________________________________________________________。
　
(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)卵子的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
(3)防止多精入卵的生理反应：一是透明带发生生理反应；二是卵细胞膜发生生理反应。
(4)在胚胎工程的实际操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。
三、胚胎早期发育
　
(1)桑葚胚的细胞和囊胚期的内细胞团的细胞都具有全能性。
(2)卵裂时胚胎中有机物的含量不断减少，但有机物的种类增加；胚胎总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持稳定。
2．(人教版选择性必修3 P58正文)要对移植的早期胚胎进行性别鉴定，通常取滋养层的细胞，其原因是____________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
四、孵化
1．概念：囊胚进一步扩大，________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__________________________。
1．体外受精技术不涉及胚胎分割。(　　)
2．动物排出的卵子成熟程度不同，如猪、羊排出的是初级卵母细胞。(　　)
3．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。(　　)
4．在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔。(　　)
5．将体外培养的胚胎移植到子宫时，不同的动物选择的胚胎发育阶段相同。(　　)
(人教版选择性必修3 P56～58图文信息)某牧场引进了一只产肉性能优异的良种公牛，为了在短时间内获得具有该公牛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)在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_____________________。
利用该公牛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。将培养好的良种囊胚和相应数量的非繁殖期受体母牛为材料进行操作，以获得具有该公牛优良性状的后代。主要的操作步骤是___________________________________。
(3)牧场工作人员探究不同浓度的雌激素X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。
X的浓度 (μg/mL) 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
本实验中，以第一极体的排出作为________的判断标准。实验结果表明：
_____________________________________________________________________。
体内受精及胚胎早期发育的过程
(链接人教版选择性必修3 P58正文及图2-21)研究者在哺乳动物胚胎的2细胞阶段对细胞进行标记，追踪到囊胚阶段，发现大多数内细胞团细胞主要来源于2细胞阶段中的一个细胞，即在胚胎发育的早期阶段，细胞的命运已经开始表现出显著的不均衡性。下列相关叙述错误的是(　　)
A．过程①②细胞的数量不断增加，但胚胎总体积不增加
B．b为滋养层细胞，其细胞来源也表现出显著不均衡性
C．c为内细胞团，其发育为胚胎的大部分和胎盘的一部分
D．过程③形成的囊胚进一步扩大导致透明带破裂，使胚胎伸展出来
考点2　胚胎工程技术及其应用
一、体外受精
1．过程
2．意义
(1)是提高________________的有效措施。
(2)为____________提供可用的胚胎。
二、胚胎移植
1．概念：指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到________的、____________相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
2．过程
1．(人教版选择性必修3 P61图2-23)若一次给受体母牛移入多个体外受精的胚胎，产生的后代基因型______________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，其理由是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
2．(人教版选择性必修3 P62相关信息)超数排卵是指应用__________________，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
3．生理学基础
4．实质：早期胚胎在相同生理环境条件下________________。
5．意义
(1)充分发挥雌性优良个体的__________。
(2)大大缩短了供体本身的__________。
(3)对供体施行__________处理后，增加后代数量。
三、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________________________。
4．要求：在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将____________均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
5．意义：促进优良动物品种的繁殖，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。
3．(人教版选择性必修3 P63图2-25)对发育到囊胚期的牛胚胎进行二分胚分割时，要将内细胞团均等分割的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1．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。(　　)
2．体外完成受精后的受精卵，将其植入子宫即可完成着床。(　　)
3．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测。(　　)
4．为了获得更多的早期胚胎，常用促性腺激素对供体进行处理，其目的是获得更多的卵母细胞，经人工授精后可得到早期胚胎。(　　)
5．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率。(　　)
(人教版选择性必修3 P61图2-23及P63图2-25)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。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，据下图回答下列问题：
(1)图中①表示________，②过程的实质是
_____________________________________________________________________。
除了图中技术以外还有____________________________(答出2条即可)，需要进行②操作才能获得后代。
(2)在胚胎移植前需对供体和受体进行同期发情处理的原因是
_____________________________________________________________________。
(3)为获得雌性杜泊羊，胚胎移植前需取____________进行DNA分析，鉴定性别。为提高胚胎的利用率，尽快获得数量较多的子代杜泊羊，应使用_______________技术对胚胎进行处理，处理时要注意将内细胞团__________分割。
体外受精和胚胎移植
1．(链接人教版选择性必修3 P61图文信息)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
胚胎分割
2．(链接人教版选择性必修3 P63图2-25)胚胎分割技术是指将早期胚胎切割，然后经移植获得双胎或多胎的技术。该技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法，如图为牛胚胎分割技术过程示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．可先使用外源雌激素处理供体母牛，增加其排卵的数量，从而增加冷冻胚胎的数量
B．鉴定胚胎性别时通常取囊胚时期的少量内细胞团的细胞
C．通过胚胎分割技术形成的多只牛犊遗传物质组成相同，性状也一定相同
D．当地普通母牛不会发生免疫排斥反应，胚胎移植前不需要进行免疫检查
1．(2025·陕晋青宁卷)科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作，获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是(　　)
A．为获取足够的卵子，需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理
B．为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致，需进行同期发情处理
C．受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量和胚胎总体积均增加
D．对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
2．(2025·江苏卷)梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好，但自然杂交很难完成，人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用，可提高繁殖率，增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是(　　)
A．采集的精液无需固定、稀释，即可用血细胞计数板检测精子密度
B．人工授精时，采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道
C．超数排卵处理时，常用含促性腺激素的促排卵剂
D．母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础
3．(2025·云南卷)孕酮具有促进子宫内膜增生，为受精卵着床作准备的作用。某奶牛场发现一头高产奶量母牛生产两胎后重复配种均未成功妊娠，该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛。为获得该母牛的后代，下列说法正确的是(　　)
A．运用体外受精或人工授精技术可提高该牛的妊娠率
B．使用外源促性腺激素处理该牛获得更多卵子进而可获得多枚胚胎
C．体外受精或人工授精后形成受精卵移植到健康受体可提高存活率
D．使用该牛MⅡ期卵母细胞的细胞核进行核移植可获得可育后代
4．(不定项)(2024·江苏卷)从牛卵巢采集卵母细胞进行体外成熟培养，探究高温对卵母细胞成熟的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的有(　　)
A．选取发育状态一致的卵母细胞进行培养
B．体外培养卵母细胞时通常加入湿热灭菌后的血清
C．对采集的卵母细胞传代培养以产生大量卵细胞
D．体外培养时高温提高了卵母细胞发育的成熟率

展开更多......

收起↑