小单元2 第3课时 胚胎工程-【金版教程】2025年高考生物一轮复习解决方案全书word（新教材，不定项版）

2025高考科学复习解决方案　生物学　经典版(不定项) 第课时　胚胎工程 [内容标准细化]　1.简述胚胎形成经过了受精及早期胚胎发育等过程。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。 课前5 min检测 1．如图为某哺乳动物受精作用及胚胎发育过程示意图。下列有关叙述错误的是(　　) A．桑葚胚期细胞开始进行分化 B．②过程的分裂方式是有丝分裂，细胞体积逐渐减小 C．a表示囊胚，其中内细胞团可用于制备胚胎干细胞 D．b表示原肠胚，原肠胚的三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官 答案　A 解析　②过程为早期胚胎发育阶段，细胞通过有丝分裂增殖，在此过程中胚胎的总体积基本不变，单个细胞体积会逐渐减小，B正确；a时期为囊胚期，其中的内细胞团细胞具有全能性，因此可用于制备胚胎干细胞，C正确；b为原肠胚，分成外胚层、中胚层和内胚层三个胚层，这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官，D正确。 2．体外受精技术实际上是在体外条件下，对自然受精条件进行的模拟操作。下列说法错误的是(　　) A．排出的精子经“精子获能”过程才可与发育至减数分裂Ⅰ的卵子完成受精 B．卵子会通过透明带生理反应和卵细胞膜生理反应，拒绝其他精子再进入卵内 C．精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核 D．受精卵形成后即在输卵管开始进行有丝分裂 答案　A 解析　发育至减数分裂Ⅱ的卵子才具备与获能的精子完成受精的能力，A错误。 3．(2024·广州高三模拟)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图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理，使其超数排卵 B．采集到的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精 C．获得的早期胚胎要进行检查后再进行移植 D．受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥，为胚胎在受体内存活提供了可能 答案　B 解析　为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理，A正确；从卵巢中采集的卵母细胞需要体外培养到减数分裂Ⅱ时期才可与获能的精子进行体外受精，B错误。 知识自主梳理 一　胚胎工程概念 指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 二　胚胎工程技术 包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 三　体内受精 1．哺乳动物受精场所：雌性动物的输卵管内。 2．受精前的准备阶段 (1)准备阶段1——精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。 (2)准备阶段2——卵子的准备：动物排出的卵子成熟度不同，有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等；有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等。卵子要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。 3．受精阶段 过程 主要变化 精子穿越卵细胞膜外的结构 获能后的精子与卵子相遇时，首先它释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜 精子入卵 防止多精入卵的第一道屏障：在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。然后，精子入卵。防止多精入卵的第二道屏障：精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内 形成雄、雌原核 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，形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核 受精卵形成 雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵 特别提醒 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。 四　胚胎早期发育 五　体外受精 1．试管动物含义：通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。 2．体外受精过程 (1)主要包括：卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养和获能处理。 (2)哺乳动物体外受精过程 3．应用：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。 六　胚胎移植 1．概念 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．基本程序 供体、受体的选择和处理→配种或人工授精→胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎的移植→移植后的检查。 3．过程(以牛的胚胎移植为例) 特别提醒 同期发情处理的原因 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。 4．优势 (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，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。 5．地位：胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 6．实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 特别提醒 1.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。 2．胚胎移植的生理学基础 3．体外受精、体内受精形成的胚胎进行胚胎移植属于有性生殖，动物体细胞核移植形成的胚胎进行胚胎移植属于无性生殖，即判断胚胎移植为何种生殖方式时，关键是看胚胎通过何种方式获得。 七　胚胎分割 1．概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 2．胚胎分割时应注意的问题 (1)胚胎选择：选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。 (2)分割要求：在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。 (3)做DNA分析，鉴定性别时，要取滋养层细胞。 3．实质：通过无性繁殖或克隆增加后代数量。 典例精研精练 题型一　胚胎工程的理论基础 1．下图表示精子入卵后，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指卵细胞膜发生生理反应，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．精子入卵时精子头部的细胞膜与卵细胞膜融合 D．精子入卵后精子的尾部留在外面 答案　B 解析　题图中X为卵细胞膜发生生理反应，是防止多精入卵的第二道屏障，在受精过程中卵子完成减数分裂Ⅱ，即Y，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。 2．(2023·山东临沂高三期中)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是(　　) A．卵裂期单个细胞的相对表面积逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加 B．孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来 C．滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定 D．桑葚胚和囊胚期的胚胎中都含有胚胎干细胞 答案　B 解析　卵裂期的早期胚胎的总体积并没有增加，但是细胞数目在增加，该过程中单个细胞的相对表面积逐渐增大，同时胚胎中DNA总量逐渐增加，A正确；孵化是指透明带破裂，囊胚从透明带中伸展出来的过程，B错误；囊胚期的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，可用于性别鉴定，而内细胞团将会发育成胎儿的各种组织，C正确。 题型二　胚胎工程技术及其应用 3．(2024·山东名校联考)体外受精和胚胎移植都是在医学和农牧业生产中应用较多的胚胎工程技术。下列有关说法正确的是(　　) A．采集的卵母细胞和精子可以直接置于培养液中共同培养以完成受精 B．胚胎移植前，需要选取遗传性状优良、生产能力强的母牛作为受体 C．胚胎移植前，需对供体和受体进行免疫检查，避免发生免疫排斥反应 D．胚胎分割移植以后，经受体孕育的多个后代的遗传特性均一致 答案　D 解析　体外采集的卵母细胞和精子需要分别在体外条件下进行成熟培养和获能处理，不能直接置于培养液中共同培养以完成受精，A错误；胚胎移植前，需要选取有健康体质和正常繁殖能力的母牛作为受体，受体母牛并不需要选取遗传性状优良的个体，B错误；在胚胎移植时，受体母牛对供体胚胎一般不会发生免疫排斥反应，无需对供体和受体进行免疫检查，C错误；胚胎分割属于无性繁殖，由同一胚胎分割产生的多个后代具有相同的遗传物质，D正确。 4．(不定项)下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法错误的是(　　) A．①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能 B．②代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到原肠胚或囊胚阶段 C．③代表胚胎分割，分割次数越多，胚胎利用率越高 D．⑤代表胚胎移植，移植之前需要对供体和受体进行同期发情处理 答案　ABC 解析　①代表体外受精，体外受精前和体内受精前精子均需要获能，A错误；②代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段，B错误；③代表胚胎分割，胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，目前，二分胚胎的分割和移植效率最高，C错误；⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关，要对供体、受体进行同期发情处理，使供体和受体的生理状态相同，D正确。 课时作业 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．(2023·重庆八中模拟)我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，卵细胞会特异性表达和分泌BF1和BF2这两种蛋白质，这两种蛋白质能避免受精卵再度与精子融合。下列叙述正确的是(　　) A．精子与卵细胞的识别和融合，与细胞膜的选择透过性有关 B．受精过程中，精子和卵细胞的随机结合会导致基因重组 C．多精入卵会导致产生双胞胎甚至多胞胎 D．BF1和BF2有利于维持受精卵中染色体数目的稳定 答案　D 解析　精子与卵细胞的识别和融合分别与细胞间的信息交流和细胞膜的流动性有关，A错误；受精过程中精子和卵细胞的随机结合不是基因重组，基因重组发生在减数分裂过程中，B错误；多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精子的染色体，破坏亲子代之间遗传信息的稳定性，不会导致双胞胎甚至多胞胎产生，C错误；BF1和BF2能避免受精卵再度与精子融合，有利于维持受精卵中染色体数目的稳定，D正确。 2．下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是(　　) A．在动物的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使超数排卵 B．PEG能促进动物细胞融合，形成的杂种细胞经动物细胞培养后能得到新品种个体 C．移植胚胎能存活的原因之一是受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 D．胚胎发育至原肠胚时，细胞开始发生分化 答案　C 解析　促性腺激素的化学本质是蛋白质，口服会被消化道中的蛋白酶分解，失去作用效果，应该静脉注射，A错误；由于动物细胞的全能性受到限制，动物细胞融合形成的杂种细胞不能培育成动物个体，B错误；胚胎发育至囊胚时开始发生细胞分化，D错误。 3．体外培养的胚胎干细胞存在两种不同的状态：启动态和幼稚态，两种细胞的形态特征明显不同，相对于幼稚态细胞，启动态细胞的全能性不容易表现。下图是利用食蟹猴胚胎干细胞生产嵌合体动物的流程。下列分析错误的是(　　) A．胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得 B．被标记的幼稚态细胞植入胚胎后，能参与正常的胚胎发育和器官形成 C．桑葚胚时期的细胞没有发生分化且胚胎体积也没有变大 D．对代孕母猴需进行健康检查、超数排卵、同期发情处理、妊娠检查等处理 答案　D 解析　对于代孕母猴来说需要进行健康检查、同期发情处理、妊娠检查等处理，但不需要进行超数排卵处理，D错误。 4．(2024·西城期末)试管牛技术和核移植技术已应用于培育良种牛。下列相关叙述错误的是(　　) A．需要注射促性腺激素促进供卵母牛超数排卵 B．试管牛技术和核移植技术培育良种牛均需进行胚胎移植 C．进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 D．试管牛技术和核移植技术均可实现良种牛的大量克隆 答案　D 5．(2023·天津五校联考)胚胎移植中移植胚胎的来源有：①转基因、②核移植、③体外受精、④体内受精。下列对这四种移植胚胎来源及移植的相关叙述，错误的是(　　) A．通过①②③获得的胚胎通常需培养至桑葚胚或囊胚才可移植 B．④途径可通过自然配种或人工授精完成 C．对①④获得的胚胎进行分割、移植获得后代的途径属于克隆的方法之一 D．④途径获得胚胎需先对供体进行超数排卵处理，再对供体、受体进行同期发情处理 答案　D 解析　通过胚胎分割、移植获得多个子代的方法可看作动物无性繁殖或克隆的方法之一，C正确；体内受精获得胚胎时，应先对供体和受体进行同期发情处理，再对供体进行超数排卵处理，D错误。 6．胚胎发育是个体发育的第一阶段，以下有关哺乳动物体内早期胚胎发育的描述恰当的是(　　) A．卵裂期胚胎的总体积并不增加，或略有缩小，有机物总量增加 B．在桑葚胚阶段胚胎内部出现空腔，细胞开始分化 C．囊胚期中沿透明带内壁扩展和排列的细胞，将来发育成胎膜和胎盘 D．原肠胚的进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎完成孵化 答案　C 解析　卵裂期胚胎的总体积并不增加，或略有缩小，有机物不断被消耗，总量减少，A错误；在囊胚阶段胚胎内部出现空腔，叫囊胚腔，同时细胞开始分化，B错误；囊胚的进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎完成孵化，D错误。 二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求) 7．(2024·广东佛山期末)体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施。下列有关体外受精的说法，正确的是(　　) A．精子在体外获能液中的获能是体外受精的前提条件之一 B．通过屠宰场收集卵巢或超数排卵都可以获得卵母细胞 C．哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养需要提供特定的营养物质 D．精子释放多种酶溶解卵细胞膜外结构是防止多精入卵的机制 答案　ABC 解析　精子获能之后才具备受精的能力，所以精子在体外获能液中获能是体外受精的前提条件之一，A正确；卵母细胞可以从屠宰场收集的卵巢中采集，也可以对供体进行超数排卵处理获得，B正确；防止多精入卵的两道屏障是透明带产生的生理反应和卵细胞膜产生的生理反应，D错误。 8．(2024·浙江绍兴期末)如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤，X表示受精卵。下列叙述正确的是(　　) A．①②两个胚胎具有相同的核遗传物质 B．③需移植到发情的母牛子宫内发育 C．a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 D．分割后的胚胎必须直接移植给受体 答案　AB 解析　①②两个胚胎为胚胎分割获得，具有相同的核遗传物质，A正确；a过程为胚胎分割，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，不能选择原肠胚，因为原肠胚已经出现胚层分化，C错误；分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体，D错误。 9．第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植。检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断，PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是(　　) A．采集的卵子需培养至MⅡ期才能与获能的精子进行受精 B．PGS和PGD技术可分别用于筛选唐氏综合征和红绿色盲 C．进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查 D．获得的胚胎需培养至原肠胚期才能植入子宫 答案　AB 解析　体外受精时，需要将所采集到的卵母细胞在体外培养至MⅡ期，才可以与获能的精子完成受精作用，A正确；PGD是指胚胎植入前的基因诊断，故可用于筛选红绿色盲，PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测，故可用于筛选唐氏综合征，B正确；进行胚胎移植前不需要对夫妻双方进行免疫检查，C错误。 三、非选择题 10．如图为科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答有关问题： (1)与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植的优势是________________________________。为提高良种奶牛的繁殖能力，在获取卵母细胞之前需用____________对奶牛进行处理，目的是超数排卵。 (2)“转基因牛D”培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是________________________。 (3)图中数字标号①代表的结构为________，①将来发育为________________，c→d过程需对其均等分割的原因是______________________________。A、B牛基因型是否相同？________。 (4)在培育良种牛的过程中，都运用了动物细胞培养技术。在动物细胞培养过程中，需要定期更换培养液，原因是________________________________。 答案　(1)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力　促性腺激素 (2)受精卵的全能性易于表达 (3)内细胞团　胎儿的各种组织　有利于胚胎的恢复和进一步发育　相同 (4)清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害 15 学科网（北京）股份有限公司 $$