2025届高三生物一轮复习课件第48讲 胚胎工程

第48讲 胚胎工程 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 胚胎工程的理论基础 胚胎工程 生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞 体外受精、胚胎移植、胚胎分割等 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作 将经处理后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 操作对象 技术手段 理论基础 工程实质 目的 考点一 胚胎工程的理论基础 一、受精 精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程 能体现的知识点：①细胞膜有进行信息交流的功能 ②细胞膜具有流动性这一结构特点 受精 概念: 阶段 场所 自然受精： 输卵管 体外受精： 合适的培养液中 准备阶段 受精阶段 准备阶段1：精子获能 准备阶段2：卵子的准备 指获得受精的能力而不是获得能量 考点一 胚胎工程的理论基础 过程 ①准备阶段1：精子获能 方法：①直接利用雌性动物的生殖道 ②将其培养在人工配制的获能液中（动物种类不同成分有差异，常见有效成分有肝素、Ca2+载体等） ①准备阶段2：卵子的准备 通常说的排卵是指卵子从卵泡中排出，不同动物排出的卵子成熟程度不同，有的是初级卵母细胞有的是次级卵母细胞，它们都要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期才具备与精子结合的能力 考点一 胚胎工程的理论基础 ②受精阶段 透明带 卵细胞膜 核 第一极体 第1步：精子穿越卵细胞膜外结构 获能的精子与卵子在输卵管相遇后会释放多种酶，以溶解卵细胞膜外的透明带等结构 第2步：精子接触卵细胞膜 此时卵细胞膜外面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，即透明带反应 阻止多精入卵的第一道屏障 第3步：精子入卵，尾部脱落 考点一 胚胎工程的理论基础 ②受精阶段 此时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，即卵细胞膜反应 第4步：形成雌、雄原核 精子核膜破裂后形成新核(雄原核)，卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核 阻止多精入卵的第二道屏障 雄原核 雌原核 第一极体 第二极体 第5步：雌、雄原核融合形成受精卵 考点一 胚胎工程的理论基础 ②受精阶段 雌、雄原核充分发育后，相向移动彼此靠近，核膜消失后形成含有两个染色体组的合子，即受精卵 受精的标志： 受精完成的标志： 观察到两个极体或雌雄原核 雌雄原核形成合子 两个极体 雌雄原核 在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，所以每个细胞的体积减小；有机物总量减少但种类增加；总DNA含量增多，但每个细胞中的核DNA含量保持相对稳定 考点一 胚胎工程的理论基础 二、胚胎早期发育 1. 卵裂期 8细胞 4细胞 2细胞 受精卵 桑葚胚 （32细胞） 胚胎发育的起点 1）发生场所： 输卵管 2）特点： 考点一 胚胎工程的理论基础 2. 桑葚胚 当卵裂产生的子细胞数目达到32个，逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚，这时的胚胎称为桑葚胚 这一阶段及之前的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞 3. 囊胚 胎盘和胎膜 胎儿的各种组织 内细胞团细胞 囊胚腔 透明带 滋养层细胞 内含液体 发育 发育 ——开始出现分化的时期 可用于胎儿的各种鉴定 囊胚进一步扩大导致透明带破裂胚胎从其中伸展出来的过程叫做孵化 具有全能性 考点一 胚胎工程的理论基础 4. 原肠胚 外胚层 内胚层 中胚层 原肠腔 逐渐分化形成各种组织、器官 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，最后被分解吸收 1.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（ ） B 还有第二极体 A. 在桑葚胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔 B. 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 C. 桑葚胚之前细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化 D. 受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加 2.（2023·江苏南京高考模拟预测）下列有关哺乳动物早期胚胎发育的 叙述错误的是( ) A 囊胚 A.卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大，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.在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功 3.(2024·河南信阳期中)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是(　　) B 囊胚 考点二 胚胎工程技术及其应用 考点二 胚胎工程技术及其应用 一、体外受精 过程 去除精浆(含有能抑制精子获能的物质) 置于适当的培养液中 意义： 是提高动物繁殖能力的有效措施，为胚胎移植提供可用胚胎 考点二 胚胎工程技术及其应用 体内受精（自然受精）、人工授精与体外受精的区别与联系 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜的生殖道内，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 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 试管动物是指通过人工操作使卵细胞在体外受精，培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体 体外受精 + 早期胚胎培养 + 胚胎移植 考点二 胚胎工程技术及其应用 二、胚胎移植 ——胚胎工程的最终技术环节 1. 概念： 是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 转基因、核移植等 实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 供体： 受体： 提供胚胎的个体，遗传性状优良、生产能力强 接受胚胎的个体，具有健康的体质和正常的繁殖能力 使胚胎在移植前后所处的生 理环境保持一致 考点二 胚胎工程技术及其应用 2. 过程 优良供体母牛 受体母牛 进行同期发情处理 ①同期发情处理的目的： ②同期发情处理的方法： 用孕激素同时处理供、受体 超数排卵处理 发情配种或人工授精 优良公牛 ③超数排卵处理的方法： 向供体母牛注射外源促性腺激素，诱发其卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子 收集胚胎并检查 冲卵 受体发情 移植胚胎 对受体进行妊娠检查 具有优良性状的后代 ④移植的胚胎所处时期： 桑葚胚或囊胚 正常繁殖或两三个月后进行另一次移植 考点二 胚胎工程技术及其应用 【要点总结】 1)两次激素处理：同期发情和超数排卵 2)两次检查：胚胎质量检查和妊娠检查 3)移植的时间：几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段才移植 4)胚胎的两个去向：直接移植或冷冻保存之后再移植 3. 胚胎移植的优势 a. 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 b. 大大缩短了供体本身的繁殖周期 c. 经超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代 注意：若移植的胚胎是由受精卵形成的，则属于有性生殖；若是由核移植或胚胎分割形成的，则属于无性生殖 考点二 胚胎工程技术及其应用 4. 胚胎移植的生理学基础 胚胎能够移入受体 胚胎能被收集 胚胎在受体内存活 胚胎正常发育 发情排卵后，同种动物供、受体生殖器官的生理变化是相同的 早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，而且其遗传物质不会发生改变 指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 考点二 胚胎工程技术及其应用 三、胚胎分割 1. 概念： 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖或克隆 2. 意义： a.可以促进优良动物品种的繁殖 b.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 c.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 要求：内细胞团均等分割 考点二 胚胎工程技术及其应用 选择胚胎 分割胚胎 移植胚胎 3. 操作程序 选择发育良好、形态正常的桑甚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中 在显微镜下用分割针或分割刀对胚胎进行分割 分割后的胚胎可直接移植给受体，或经体外培养后再移植给受体 体视显微镜和显微操作仪 注意：胚胎分割次数越多所得胚胎成活率会越低 考点二 胚胎工程技术及其应用 胚胎分割、核移植和胚胎移植的比较 项目 胚胎分割 核移植 胚胎移植 胚胎来源 生殖类型 受体与后代 遗传物质 雌性动物体内受精 或体外受精形成的 早期胚胎、其他方 式得到的胚胎 无性生殖 不一定相同 经核移植得到的胚胎 雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎 无性生殖 有性生殖或无性生殖 不一定相同 不一定相同 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 1.(2023·天津卷·7,2分)根据下图，下列叙述正确的是 ( ) D A.通常选择良种母畜处于MⅠ期的卵母细胞更有利于进行受精作用 B.良种公畜获能的精子与成熟的卵子可在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精 C.早期胚胎培养需要依次经历卵裂期、桑葚胚、原肠胚和囊胚等阶段 D.代孕母畜可以是同种的，也可以是不同物种的，需对其进行同期发情处理 2.“试管动物”技术繁育的个体具有健康的体质和重要的商业应用价值。“试管动物”技术繁育的基本过程：良种母畜的卵母细胞+良种公畜的精子→受精卵→早期胚胎→代孕母畜→试管动物。下列相关叙述正确的是(　　) B 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 3.(2024·甘肃·高考真题)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(   ） B 培养至MⅡ期 $$