第2章 第3节 第2课时 胚胎工程技术及其应用-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

第2章细胞工程 4.(2024·湖北)研究者探究不同浓度的雌激素 D.本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞 甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影 成熟的判断标准 响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下 5.如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b、c代 列叙述错误的是 表三个发育时期，下列叙述不正确的是() 甲的浓度 卵母细 第一极体 成熟率 卵裂数 卵裂率 箱们巴馒精廓2回回回一架 (gg./ml.) 胞（个） 排出（个） (%) (个) (%) 0 106 70 66.0 28 40.0 A.过程①发生非同源染色体自由组合 120 79 65.8 46 58.2 B.过程②通过有丝分裂增殖 10 113 53 46.9 15 28.3 100 112 和 42.8 10.4 C.b时期的早期胚胎内出现了含有液体的囊 胚腔 A.实验结果说明甲抑制卵裂过程 D.过程①→④细胞分化程度逐渐增大 B.甲浓度过高抑制第一极体的排出 一提示完成Pm课时作业（十） C.添加lg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力 第2课时 胚胎工程技术及其应用 答案精解Ps [课标要求]1.分析体外受精技术的主要步骤（生命观念、科学探究）。 2.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（社会责任、科学探究）。 3.针对具体问题掌握胚胎分 割中胚胎的选择与分割时的注意事项（生命观念、科学探究）。 教材梳理·新知全解 知识点1体外受精及胚胎移植 优良供体母牛 受体母中 1.体外受精 ……① 处里… 排卵处理 (1)试管动物是通过人工操作使卵子在 受体发帽 优良公牛→发作种或③ 受精，经培养发育为 后，再进行移植 收集胚胎井检有 产生的个体。 对受体进_检查 (2)哺乳动物的体外受精技术主要包括 分巍其有优良性状的后代) 精子的获取和受精等步骤。 (3)意义：充分发挥 ,该 (3)体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效 技术中供体的主要职能为 措施，还可以为 提供可用的胚胎。 ,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由 2.胚胎移植 取代，从而大大缩短了供体本身的 (1)概念：胚胎移植是指将通过体外受精及其 同时，在对供体施行 处理后， 他方式得到的 ,移植到同种的、 可获得多枚胚胎，经 可得到多个后代。 相同的雌性动物体内，使之继续发育为新 【裤正误】 个体的技术。 (1)采集到的卵母细胞和精子要共同放在一起进 (2)过程（以牛的胚胎移植为例） 行获能处理并受精。 () ·57 生物学选择性必修3课堂学案 (2)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。 (1)选择发育良好、形态正常的 或 ,移入盛有 (3)胚胎移植时，受体的主要作用是提供具有优 的培养皿中。 良遗传特性的胚胎。 (2)在显微镜下用 或分割 (4)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之 刀分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将 间进行。 均等分割。 (5)胚胎移植的最大优势是可以充分发挥雌性优 (3)还可用分割针分割 良个体的繁殖潜力。 做DNA分析，鉴定性别。 知识点2胚胎分割 (4)分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经 1.概念：胚胎分割是指采用机械方法将 后，再移植给受体。 切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得 6.胚胎分割的意义 同卵双胎或多胎的技术。 (1)促进优良动物品种的 2.实质：动物的 繁殖或克隆」 (2)产生的遗传性状 的后代是进行遗传 3.特点：来自同一胚胎的后代具有 学研究的宝贵材料。 ,因此胚胎分割可以看作动物 (3)在胚胎移植前进行 鉴定、 筛 的方法之一。 查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康 4.仪器设备：胚胎分割所需要的主要仪器设备为 后代具有重要意义。 体视显微镜和 【裤正误】 5.操作程序 (1)早期胚胎具有很强的繁殖能力并保持着细胞 全能性，是进行胚胎分割的基础。 () 取祥滋养层 做DNA分析 (2)对于不同发育时期的胚胎，分割的具体操作 分针 鉴定性划 上性临胎 完全不同。 () 透带 (3)分割后的胚胎必须经过体外培养，再移植给 任粉移精 受体。 () 内细跑闭 (4)在胚胎移植前采用胚胎分割技术可进行性别 分例 内细跑闭 鉴定及遗传病筛查。 ( 关键能力·合作探究 圆教材边角 (1)过程A为 ,从卵巢中获取 (教材P“图2一22”拓展)下图是哺乳动物体 后需要培养到① 期才能具有受精的 外受精过程示意图，完成填写下列空白部分： 能力 (2)精子的获取过程中，采集的精液先进行 期刚炒圳胞 眉类能格f ② 处理，然后再进行B 后才具有受精的能力。 精了 新鲜或解 (3)获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的 处理 冻的精液 中共同培养，进行过程C 受精卵培养 ·58 第2章细胞工程 探究点1体外受精与胚胎移植技术及应用 要点归纳 情境探究 1.胚胎移植操作流程及关键点（以牛为例） 如图为纯种荷斯坦小奶牛的培育过程，请据图 供、受体母牛 厂供体：遗传性能和牛户性能优良的个体 思考下列问题： 的送择和处理 受体：什健咪体质和正常禁植能力的个环 处理：对供、受体进行同期发情处凰： !种成人授 用激东对供体进行超数排卵处理 析或体外受精 收集：冲羽 →俄一一→墅 不胎前收级 检杏、培养 检：发育到桑安听或袋际阶段 卵母细胞 体外磨良种公牛精液 L止常紫或两二个月后进行移村 供体母小：纯 养成熟 胚胎移稍 种荷斯此奶牛 作 A 胚胎移杭后的 5-州 操竹B 检在受体母是否虹妮 检查 自 受体牛生出 胚胎解冻杯脸冷冻 受精卵 纯种荷撕扣 后储在在 体外挤养 2.胚胎移植的生理学基础 小奶 液态氮中 (1)从供体母牛体内获取的卵母细胞，一般需 哺乳动物发情排卵后，不管是 经过怎样的处理才能具备受精能力？从良种 胚胎移 否妊娠，在一段时间内，同种动 公牛体内获取的精子是否也需处理？ 入基础 物的供、受体生殖器官的生理 变化是相同的 4444444444444444444444444444444444 哺乳动物的早期胚胎形成后， 胚胎收 在一定时间内不会与母体子宫 (2)图示操作A应为 ,操作B为 集基础 建立组织上的联系，而是处于 ,此操作对受体母牛选择有何要求？移植 游离状态 前对受体母牛应作怎样的处理？ 移入胚胎 受体对移入子宫的外来胚胎基 存活的基础 本上不发生免疫排斥反应 供体胚胎可与受体子宫建立正 (3)欲实现供体的后代数远超自然繁殖率，可 保留遗传 常的生理和组织联系，但移入 对供体作何种处理？ 特性的基础 受体的供体胚胎的遗传特性在 孕育过程中不受影响 3.试管动物与克隆动物的比较 项目 试管动物 克降动物 (4)胚胎为何能在受体母牛的子宫中成活？胚 胎移植到受体母牛的子宫后，其遗传特性会不 发有起点 受精卵 核移植后的重组细胞 会在孕育过程中受到影响？ 生殖类型 有性生殖 无性生殖 提供体细胞和卵母 遗传物质 亲本双方 细胞的双方，主要 来源 来源于供核方 生物学选择性必修3课堂学案 (续表) C.类囊胚的获得利用了核移植技术 项目 试管动物 克隆动物 D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续 发育 后代性状 双亲特点 主要与供核方相同 【例2】(2024·湖北)波尔山羊享有“世界山羊之 生物技术体外受精、早期胚 动物细胞核的全能 王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优 或原理 胎培养、胚胎移植 性、核移植等 点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波 遗传规律 遵循 不遵循 尔山羊。下列叙述错误的是 () 实例 试管牛、试管羊 多莉羊 A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行 超数排卵处理 充分发挥雌性优良 加速家畜遗传改良 B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学 个体的繁殖潜力， 意义 进程，挽救濒危物 检测 缩短供体本身的繁 种等 C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为 殖周期 受体 4.辨析体外受精、人工授精与自然受精 D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选 项目 体外受精 人工授精 自然受精 探究点2胚胎分割技术及其应用 人工获取精 用人工的方法将 ■情境探究 子卵子，在体 公畜的精液注入雌雄动物 过程 如图是牛胚胎性别鉴定和分割示意图，请思考： 外培养液中 母畜的生殖道交配完成 点 完成受精过程 内，完成受精 、分计 在记数镜 切制还胎 已知性别胚脂 雌性动物 场所 体外培养液 雕性动物输卵管 透附带 输卵管中 胚胎移油 (1)精子获能、卵子成熟后才能完成受精 相同点 过程： 分积 5 (2)都是有性生殖 (1)进行胚胎分割时，应选择何种时期的胚胎 【例1】(2024·北京)我国科学家体外诱导食蟹猴 予以操作？为什么说胚胎分制可视作无性繁 胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊 殖或克隆的方法之一？ 胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验 体系（如图）。相关叙述错误的是 穷 食继猴 胚胎干细胞 类囊胚 A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 (2)图示①中，A为 ,它将发育成 B.实验过程中使用的培养基含有糖类 ,B为 ,它将发育成 ·60 第2章细胞工程 (3)图示③中C处的操作是 分割针 ⊙ 6胎 (4)图示④的操作是 ,该操作必 移杭 须注意 ③ (5)图⑤显示的“二分胚”经移植可获得 A.为了获得良种后代，可以取少量内细胞团 ,它们在遗传性状上应具备什么特点？ 细胞进行DNA分析 B.细胞A不一定是受精卵 C.为了获得更多的胚胎，分割胚胎时产生的 [要点归纳 份数越多越好 L.胚胎分割的基础及时期选择 D.对胚胎进行分割后得到的个体性别不同 (1)胚胎分割的基础 【例4】以下对于胚胎分割的描述，正确的是 ①理论基础 细胞的全能性。 () ②物质基础每个细胞核内具有相同的遗 ①胚胎分割技术与胚胎移植无关②通常利 传物质。 (2)胚胎分割的时期选择：桑甚胚或囊胚 用桑葚胚或粪胚作为分割的胚胎材料③对 2.胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的比较 于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作完 全相同④胚胎分割需要的主要仪器设备为 项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物 体视显微镜和显微操作仪⑤胚胎分割可以 都属于无性生殖或克降，最终技术环 相同点 节是胚胎移植 看作动物的有性生殖 ⑥胚胎分割次数越 多，产生的新个体也越多 雌性动物的早期 A.②④ B.③⑤⑥ 胚胎 胚胎或体外受精 通过核移植技术获 来源 及其他方式得到 得的重构胚 C.①②③ D.④⑥ 的胚胎 侧易错警示 胚胎分割动物具 克隆动物的遗传物 (1)在分割囊胚阶段胚胎时，内细胞团要均等分 遗传 点 有相同的遗传物 质主要由供体细胞 割，因为内细胞团将来会发育为胎儿的各种组 物质 质 的细胞核提供 织。若不能将内细胞团均等分割，会影响分割后 经过受精作用或 胚胎的恢复和进一步发有。 经过核移植形成的 起点 其他方式形成的 (2)胚胎分割的份数越多，技术难度越大，分割后 ,个细胞 ,个细胞 胚胎的成活率也越低。目前，仍然以二分胚胎的 【例3】如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎 分割和移植效率最高，其已成为提高家畜胚胎利 分割的说法，正确的是 用率的手段之一。 ·61 生物学选择性必修3课堂学案 核心知识小结 [网络构建] 答题必备] 1,哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和 受精等步骤。 厂仰母细胞采集与拼於 体外 2.胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种 受招 粘了获取与获能处现 L受 的、生理状态相同的唯性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 故仓及实别 低受体远萍 3.胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎 程 主婴雅厂A种成人投精 移植 一收集胚粉 的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。 及应用 生理基州 移位 -优势及成用 4.进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。在 厂做仓及实例 操作过程厂性州分新鉴定 这项技术中，供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁 分到 分闲指 悦用及优势 重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身 的繁殖周期。 5.胚胎分制是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。 随堂检测·即时巩固 1.(2023·广东)科学家采用体外受精技术获得 B.受精卵发育成囊胚或原肠胚都能移植到母 紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使 亲子宫内且不会发生排斥 后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危 C.三亲婴儿DNA、染色体都由母亲、父亲、捐 紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是 献者共同提供 D.三亲婴儿的培育需要使用核移植、早期胚胎 A,超数排卵 B.精子获能处理 培养、胚胎移植等技术 C.细胞核移植 D.胚胎培养 4.(2024·甘肃)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优 2.下列哪项与胚胎分割的过程或特点不符( 良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每 A.在桑甚胚或囊胚阶段进行分割 B.胚胎可分割成2等份、4等份等 胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研 C.胚胎分割可看作动物克隆的方法之一 究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技 D.胚胎分割移植后获得的动物个体之间性状 术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述 完全相同 错误的是 3.三亲婴儿有三个亲代，可避免夫妻将某些致病 现招题明马 人受 基因传递给婴儿，下图是三亲婴儿培育流程示 体同 公数丁☑稍于 培养胚 羊内 图园 意图，有关叙述正确的是 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 移植 、 ○取 B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲 受相 林了 的卵母细胞受精 A.精子和两种卵母细胞取出后需要用获能液 C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理 处理 D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙 ·62· 第2章细胞工程 5.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称 将卵母细胞培养到 期：精子需进行 为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎 处理。受精时防止多精入卵的两个细 工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示，请据图 胞结构是 和 回答问题： (3)生产上常用 期的胚胎进行胚 胎移植，移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生 趣性垠 理基础是 杜泊四 精子 (1)此过程用到的生物技术有 (4)为了进一步扩大繁殖规模，可通过 (答出两个即可)。 技术获得同卵双胎。 (2)为了获得更多的卵母细胞，需用 子提示 完成P课时作业（十一） 对雕性杜泊羊进行处理。进行体外受精前，需 章未综合提升 顺理：》 植物如 岗体的桩物器宫， 织培养织或细胞 脱分化一 亚分化胚伏不一植物体 竹物知 丛木 胞程 技术 发网 枚物纸地A 杭物休知形杂交 、融合架种划临红领培剂 植物拥胞B 执物燃州的新途径 快地茶帅、纽 应州 作物新出种的培→单倍体行种、金 的利H 的上化生的 动物纸 或 炮培养 动物组钢 胶原蛋白的 单个细胞原代拼茶⑧挤养 体细胞 厅：休到胞的胞核 重如 克隆 核移州 乙：去核的刚母疆胞 狐胞 动物 处于9 动物组 电程 物细胞 瞧合 齿物知 杂交胞 细炮培剂 跑融合 物细愁h 应州 单克隆小咸 拼养单克☒ 抗 选 的杂交增都喧 地取抗休 细胞 胚胎发有 理论 精子 体内受粒 受精闲一 国*收似 成熟胎儿 基础 射子的排编 T程 精子的采来和状能体外 H 受精 受精卿一早期水脸的培养一8 -脸移植 卵于的采集和培养 分商 胚肠干第胞 子提示 完成第2章综合测评 ·63null