第3讲 胚胎工程-【创新教程】2025年高考生物总复习大一轮教师用书word（人教版 单选）

第3讲　胚胎工程 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命 观念 理解胚胎发育过程及各时期的特点 科学 思维 建立胚胎移植和试管动物的基本操作流程模型 科学 探究 结合高产奶牛的胚胎移植，分析胚胎移植的生理学基础和基本程序 考点1　胚胎工程的理论基础 [必备知识·整合] 1．胚胎工程概念的理解 2．受精 (1)概念：　　精子　　和　　卵子　　结合形成　　合子　　(受精卵)的过程。 (2)场所：自然条件下，哺乳动物的　　输卵管　　内。 (3)过程 3．胚胎早期发育 1．卵子形成过程中，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ是连续的。( × ) 2．精子获能就是获得“能量”。( × ) 3．透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障。( √ ) 4．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。( × ) 1．(选择性必修3P56“相关信息”改编)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。常见的有效成分有　　肝素、Ca2＋载体　　等。 2．(选择性必修3P58“相关信息”改编)在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志，但观察不到3个极体，其原因是　　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　　。 1．(长句应答) (1)什么是精子获能？ 答案：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。 (2)受精前卵子需要作哪些准备？ 答案：不同动物排出的卵子成熟程度不同，有些为初级卵母细胞，有些为次级卵母细胞，但都必须在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ时期，才具有与精子受精的能力。 2．(情景探究)如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，据图分析： (1)A、B、C的名称分别是什么？ 答案：桑葚胚、囊胚、原肠胚。 (2)图中的4和7两个空腔是同一个结构吗？ 答案：不是，分别是囊胚腔和原肠腔。 (3)细胞分化开始出现于哪个时期？1部分的细胞将来形成什么结构？ 答案：细胞分化开始出现于B(囊胚)时期，1部分的细胞将来形成胎膜和胎盘。 (4)早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？ 答案：卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，但总体积并不增加。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过受精作用的过程考查信息提取能力　　 1．受精过程的顺序为(　　) ①第一次卵裂　②释放第二极体　③释放出多种酶　④穿越透明带　⑤雌、雄原核的形成　⑥核膜消失 A．①②③④⑤⑥　　　 B．③②④⑤⑥① C．④⑤②①③⑥ D．③④②⑤⑥① 解析：D　[受精过程中，获能的精子与卵子相遇时即释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构；当精子穿越透明带触及卵细胞膜时，透明带立即封闭以阻止其他精子进入，进而激活卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体；雌、雄原核形成后，核膜消失，雌、雄原核融合在一起，形成合子，开始第一次卵裂。] 2．如图表示精子入卵后，发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是(　　) A．图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂Ⅱ B．经图中Y过程只形成了雌原核 C．精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合 D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶 解析：B　[X表示卵细胞膜反应，是防止多精入卵的第二道屏障，Y表示减数分裂Ⅱ，在受精过程中卵子完成减数分裂Ⅱ，A正确；经图中Y过程，除形成雌原核外，还形成第二极体，B错误；精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合，C正确；精子入卵后，尾部留在外面并在溶酶体的作用下自溶，D正确。] 受精的具体过程 过程 主要变化 获能后的精 子接触卵细 胞膜 在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生透明带反应，为防止多精入卵的第一道屏障。 精子入卵 卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这种生理反应称为卵细胞膜反应。这是防止多精入卵受精的第二道屏障。 形成原核 精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂，随后形成新的核膜，最后形成雄原核；精子入卵后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 融合 雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此接触，二者体积缩小、合并，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍染色体的合子(受精卵) ◆[提升点2]　通过受精和早期胚胎发育考查综合分析问题、解决问题的能力　　 3．(不定项)下列关于桑葚胚和囊胚的说法正确的是(　　) A．组成桑葚胚的各个细胞的形态、结构、功能基本相同 B．囊胚中个体较大的细胞聚集在胚胎一端，称为内细胞团 C．细胞分化开始于囊胚期 D．囊胚中的滋养层细胞将来发育成胎儿的各种组织 解析：ABC　[组成桑葚胚的各个细胞的形态、结构、功能基本相同，囊胚期聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。] 4．下面是哺乳动物受精过程示意图，请据图回答： (1)图中字母表示的结构名称是：a. ________。 (2)图中数字①表示的过程是： ____________________________________。 (3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫做______________。卵子一般在排出后都要在____________进一步成熟，才具备与精子受精的能力。 (4)在精卵相遇时精子发生顶体反应，释放出酶，该酶可溶解　____________________，形成穿越的通道。 解析：据题图分析，图中①表示精子穿过放射冠，②表示精子穿过透明带，③表示精子进入卵细胞膜，④表示雌、雄原核融合，a表示放射冠，b表示卵细胞间隙，c表示雄原核，d表示雌原核。 (1)根据以上分析知，图中a表示放射冠。 (2)根据以上分析知，图中①表示精子穿过放射冠。 (3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫做精子获能；卵子一般在排出后都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数分裂Ⅱ中期时，才具备与精子受精的能力。 (4)在精卵相遇时精子发生顶体反应，释放出顶体酶，该酶可溶解透明带外面的卵丘细胞群和细胞间的物质，形成穿越放射冠的通道。 答案：(1)放射冠　(2)精子穿过放射冠　(3)精子获能　输卵管内　(4)放射冠和透明带 考点2　胚胎工程技术及其应用 [必备知识·整合] 1．体外受精 (1)过程 (2)意义：①提高动物　　繁殖能力　　；②为胚胎移植提供　　胚胎　　。 2．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(以牛的胚胎移植为例) (3)优势：充分发挥　　雌性优良个体的繁殖潜力　　。 3．胚胎分割 (1)材料：应选择发育良好、形态正常的　　桑葚胚　　或囊胚。 (2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的无性繁殖(或克隆)。 (3)操作要求：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将　　内细胞团　　均等分割。 1．在胚胎移植中，对供体母畜要用促性腺激素进行超数排卵处理。( √ ) 2．可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植。( × ) 3．小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培养。( √ ) 4．为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂。( × ) 5．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。( √ ) 6．对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割。( × ) 1．(选择性必修3P62“文字信息”)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？ 答案：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。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。 2．(选择性必修3P63“图2－25”)进行胚胎的性别鉴定操作时，应对胚胎如何操作？ 答案：应对囊胚期的胚胎进行横向分割，采用滋养层细胞进行鉴定，避免内细胞团受损。 1．(长句应答)(1)胚胎移植过程中两次使用激素处理分别是什么？ 答案：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。 (2)胚胎移植过程中进行哪两次检查？ 答案：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。 2．(情景探究)据图分析胚胎移植的操作流程 (1)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？ 答案：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？ 答案：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。 (3)胚胎移植的优势是什么？ 答案：可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过试管动物技术考查观察能力、获取信息能力　　 1．(2023·广东高考)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 解析：C　[体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。(1)卵母细胞的采集和培养①主要方法是：用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子。②第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。(2)精子的采集和获能①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法；②对精子进行获能处理：包括培养法和化学诱导法。(3)受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。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。] 2．如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述不正确的是(　　) A．①过程获取的卵母细胞需镜检，若其成熟才可用于②过程 B．获取的精子经获能后才能进行体外受精 C．②过程体现了细胞膜的流动性特点 D．③过程体现了细胞的全能性 解析：D　[①过程获取的卵母细胞需镜检，观察到卵母细胞处于MⅡ期时才具有受精能力，才可用于②过程，A正确。在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精，B正确。图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等，C正确。从图示看，③过程是受精卵发育为桑葚胚的过程，不能体现细胞的全能性，D错误。] 自然受精、人工授精和体外受精的比较 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程 不同 雌雄动物交配完成 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、卵子成熟后方能完成受精过程 (2)都是有性生殖 3.如图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①是注射相关激素，使供、受体同期发情 B．过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵 C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中收集胚胎 D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎 解析：C　[图中过程①表示注射相关激素，使供、受体同期发情，A正确；过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵，B正确；过程③主要涉及体内受精和从输卵管中收集胚胎，C错误；过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎，D正确。] ◆[提升点2]　通过胚胎移植技术考查科学思维和综合判断能力　　 4．(不定项)胚胎移植技术已在畜牧业生产中得到广泛的应用。下列说法中正确的是(　　) A．胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力，一年内可得到几头甚至几十头良种牛犊 B．应用胚胎移植技术可使母牛提高生产能力 C．应用胚胎移植技术可以代替种畜的引进，丰富品种资源 D．胚胎移植可在畜牧业生产中产生新的品种，改良品种资源 解析：ABC　[胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力，让普通母牛承担妊娠任务，提高优良母牛生产能力。胚胎移植不能产生新的品种。] 5．和牛是世界公认的高档肉牛品种，其体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题： (1)用________激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行________处理后才具有与卵细胞受精的能力。 (2)试管牛的培育需要的工程技术有________________________和胚胎移植等。 (3)移植的胚胎处于________期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是__________________________________；为培育子代雌性小牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取图中[　　] ________细胞进行DNA分析。 (4)为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为____________，最终目的是______________________；这一过程中，要特别注意将内细胞团________分割，其原因是____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)用促性腺激素处理供体母牛后，可使供体母牛超数排卵，采集的精子往往需要经过获能处理后才具有与卵细胞受精的能力。 (2)试管牛的培育需要体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。 (3)题图中移植的胚胎处于囊胚期；移入的胚胎能在受体雌牛子宫中存活，其生理基础是代孕雌牛子宫对外来胚胎基本不会发生免疫排斥反应；另外，为培育雌性奶牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，应取早期胚胎的滋养层细胞进行DNA分析。 (4)为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，应对胚胎进行胚胎分割处理，此操作的最终目的是获得多个基因型相同的后代。该处理过程需特别注意的是要将内细胞团均等分割，否则将影响分割后胚胎的恢复和发育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育。 答案：(1)促性腺　获能　(2)体外受精、早期胚胎培养　(3)囊胚　受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应　乙　滋养层　(4)胚胎分割　产生多个基因型相同的后代　均等　若分割不均匀，将影响分割后的胚胎恢复和发育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育 胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的比较 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 雌性动物的早期胚胎或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 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞的细胞核提供 起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植形成的一个细胞 教师用书独具 [易错点1]　在早期胚胎的发育过程中，对于卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化不清楚 点拨　卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，总体积不增加 [易错点2]　不清楚胚胎移植中两次使用激素的种类和作用 点拨　胚胎移植过程中两次使用激素：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。 1.受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带→精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别→精子遗传物质进入卵细胞。 2．胚胎发育过程：受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。 3．体外受精过程 受精→胚胎的早期培养 4．胚胎移植的基本程序：对供、受体的选择和处理→配种或进行人工授精→对胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎移植→移植后检查。 [真题研析]——浸润素养 [例](不定项)(2023·江苏高考)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有(　　) A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组 B．囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因都不同 C．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行 D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌 解析：AD　[由于猴的成纤维细胞和胚胎干细胞是由猴胚胎干细胞分裂分化而来，虽然功能不同，但基因组相同，A正确；囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因有部分不同，但有部分基因所有细胞都表达(如呼吸酶基因)，B错误；动物细胞培养和早期胚胎培养需要在95%空气和5%二氧化碳的环境中培养，C错误；胚胎移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌，D正确。] [信息破题] 信息 信息转化能力 信息1 利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎” 信息2 成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组 [考向分析]　教师用书独具 23年已考考向 未考考向 1.受精作用过程 胚胎工程的综合应用 2.早期胚胎培养 3.胚胎移植和胚胎分割 [真题品悟]——厚积素养 [考向]　胚胎工程的利用　　 (2023·浙江1月选考)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 解析：C　[精子需要经过获能处理才具有受精能力，A正确；受精卵经体外培养后可以获得早期胚胎，B正确；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；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。] [真题变式]——迁移能力 (2023·天津高考) 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 解析：D　[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；核移植过程中需要处于MⅡ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；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；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。] ►[改形式] 1．胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示。下列分析正确的是(　　) A．从良种公牛体内获得的精子可以直接与获能的卵细胞结合受精 B．早期囊胚a、b、c的基因型相同 C．d可直接移植给受体，且得到的两只小牛的性状完全相同 D．图中“小牛”的性别为雄性 解析C　[从良种公牛体内获得的精子在体外获能后才可以与培养到MⅡ期的卵细胞结合受精，A错误；据题图可知，三种早期囊胚由不同受精卵发育而来，a、b、c细胞核中的遗传物质不一定相同，B错误； d是健康的胚胎，可直接移植给受体，该过程得到的两只小牛的性状完全相同，C正确；由于不知道受精形成的早期囊胚c的性别，因此不能确定图中“小牛”的性别，图中“小牛”的性别可能为雄性或雌性，D错误。] ►[变角度] 2．如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是(　　) A．A所表示的细胞不一定是受精卵细胞 B．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 C．应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中 D．图示过程属于有性生殖 解析：A　[A表示的细胞不一定是受精卵细胞，也可以是核移植得到的重组细胞，A正确；题图中a过程包括卵裂和囊胚，不包括原肠胚，B错误；胚胎移植时应移植到发情状态相同的母牛的子宫内进行着床发育，C错误；图示过程属于无性生殖，D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $$