2026届高三生物一轮复习课件：第50讲 胚胎工程

2026高考一轮复习 第50讲 胚胎工程 2 1 胚胎工程的理论基础 胚胎工程技术及其应用 目 录 contents 胚胎工程的理论基础 考点1 考点梳理 考点1 胚胎工程的理论基础 1、胚胎工程 （1）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。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 （2）操作对象： （3）技术手段： （4）操作水平： 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 主要集中在细胞水平上 考点1 胚胎工程的理论基础 （5）理论基础： （6）目的： （7）实质： 2、受精 （1）概念： （2）场所： 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 生产后代，以满足人类的各种需求。 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 指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 自然条件下,哺乳动物的受精在输卵管内。卵子的减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都在输卵管中进行。 受精 胚胎早期发育 考点1 胚胎工程的理论基础 （3）阶段 ①受精前的准备阶段 准备阶段Ⅰ——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，这一生理现象称为“精子获能”。 精子获能的方法： a.直接利用雌性动物的生殖道 b.培养在人工配制的获能液（肝素、Ca2＋载体） 实质： 指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 考点1 胚胎工程的理论基础 ①受精前的准备阶段 准备阶段Ⅰ——精子获能 特点：外形似蝌蚪，分头、颈、尾三大部分。不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体形大小无关。 精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，但细胞核和线粒体都保留下来的原因： 细胞核：是精子遗传物质储存和复制的场所，参与精卵结合，是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心；线粒体：是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所，可以为精子的运动提供能量。 考点1 胚胎工程的理论基础 （3）阶段 ①受精前的准备阶段 准备阶段Ⅱ——卵子的准备 正常情况下，一个卵巢中有多个卵泡，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。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。但它们都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。 ②受精阶段 考点1 胚胎工程的理论基础 考点1 胚胎工程的理论基础 ②受精阶段 精子穿越卵细胞膜外的结构，如透明带 精子接触卵细胞膜 精子入卵 精子释放多种酶，溶解膜外结构 透明带反应 精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带 卵细胞膜反应 精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内 考点1 胚胎工程的理论基础 ②受精阶段 原核形成 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，最后形成一个比原来精子的核还大的核—雄原核； 卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体，形成雌原核 雌、雄原核融合 形成合子，受精卵形成 受精结束后，核膜消失，开始第一次卵裂 雄原核 雌原核 第一极体 第二极体 考点1 胚胎工程的理论基础 重点必记： ①防止多精入卵的两个屏障： 透明带反应和卵细胞膜反应 ②防止多精入卵的原因： 维持各种生物前后代体细胞染色体数目的恒定 ③受精的标志： 观察到两个极体或雌雄原核 ④受精完成的标志： 雌雄原核融合形成合子 多数哺乳动物第一极体不进行减数分裂Ⅱ，所以不会形成两个第二极体 考点1 胚胎工程的理论基础 受精卵中物质来源： ①细胞核中遗传物质来源： ②细胞核中染色体来源： ③细胞质中遗传物质来源： ④受精卵中DNA来源： 一半来自精子，一半来自卵子 一半来自精子，一半来自卵子 来自卵子的多于精子 （细胞质DNA绝大多数来自卵子） 几乎全部来自卵子 考点1 胚胎工程的理论基础 3、胚胎早期发育 （1）场所： （2）过程： 输卵管、子宫 考点1 胚胎工程的理论基础 ①受精卵 ②卵裂期 概念： 跨越时期： 在透明带内进行分裂，细胞数量不断增加，胚胎总体积不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。 有丝分裂 增多 加或略有减小，每个细胞体积变小 并不增 2细胞-桑葚胚 考点1 胚胎工程的理论基础 ②卵裂期 特点： 项目 变化 细胞数目 胚胎的总体积 每个细胞体积 DNA总量 每个细胞内的DNA总量 有机物总量 核质比 增加 减小 增多 不变 减少 不增加 胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。 变大 考点1 胚胎工程的理论基础 ③桑葚胚 概念： 特点： 子细胞形成致密的细胞团 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，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。 桑葚胚阶段细胞均未分化，细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，是胚胎分割的最佳时期。 桑葚胚 内细胞团 囊胚腔 滋养层 透明带 ④囊胚 孵化： 考点1 胚胎工程的理论基础 细胞开始出现分化 内细胞团 未分化细胞，聚集在胚胎一端，将来发育成胎儿的各种组织，具有全能性。内细胞团是胚胎干细胞的主要来源。 囊胚腔 已分化细胞，沿透明带内壁扩展和排列，将来发育成胎膜和胎盘 滋养层细胞 胚胎内部含有液体的腔。 囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 ⑤原肠胚 这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。 考点1 胚胎工程的理论基础 表面的细胞层 向内迁移的细胞 内胚层 外胚层 原肠腔 滋养层 开始出现胚层分化 1．精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。( ) 2．次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ完成于排卵前后，场所是卵巢内。( ) 3．受精完成的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。( ) 4．卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。( ) 5．卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。( ) 6．胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚。( ) √ × × × × × 题型剖析 3.高等哺乳动物受精后不久，受精卵开始进行细胞分裂。经桑葚胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体。如图是胚胎发育过程中某阶段示意图，有关叙述错误的是(　　) A．此时期之后的时期，表层细胞将发育为外胚层， 向内迁移的细胞形成内胚层，细胞增多，发生孵化过程 B．进行胚胎分割时，应选择该时期的内细胞团进行均等分割 C．①②依次为滋养层、内细胞团 D．高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束 A 题型剖析 胚胎工程技术及其应用 考点2 考点梳理 1、胚胎工程技术 目前在医学和生产上应用较多的是______________________________等。 2、体外受精 （1）体外受精技术 主要包括卵母细胞的采集、_____________和______等步骤。 一般情况下，可以将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，来促使它们完成受精。 考点2 胚胎工程技术及其应用 体外受精、胚胎移植和胚胎分割 精子的获取 受精　 （2）体外受精过程 考点2 胚胎工程技术及其应用 采集 成熟培养 卵巢 MⅡ期卵母细胞 体外 受精 获能精子 离心处理 新鲜或解冻的精液 受精卵培养 提高精子的纯度，以利于精子获能 目的 在适当的培养液中共同培养一段时间完成受精过程 获能处理 意义：①提高动物 ；②为胚胎移植提供可用的 。 繁殖能力 胚胎 （3）比较自然受精、人工授精和体外受精 考点2 胚胎工程技术及其应用 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程不同 场所不同 相同点 雌雄动物交配完成 雌性动物输卵管中 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 雌性动物输卵管中 体外培养液中 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、胚胎移植 （1）对象：_________________________获得的胚胎。 （2）条件： ________、__________相同的其他雌性动物。 （3）供体：在胚胎移植中提供胚胎的是_________________________的个体。 （4）受体：在胚胎移植中接受胚胎的是_________________________的个体。 （5）实质： 考点2 胚胎工程技术及其应用 转基因、核移植和体外受精 同种的 生理状态 遗传性状优良、生产能力强 健康的体质和正常繁殖能力 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 （6）过程 考点2 胚胎工程技术及其应用 优良供体母牛 受体母牛 受体发情 同期发情处理 超数排卵处理 同期发情处理：利用外源孕激素等处理，使供体、受体在预定时间内集中发情。 目的：使供体、受体处于相同的生理状态。 目的：诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 超数排卵：为供体注射外源促性腺激素 发情配种 或人工授精 （6）过程 考点2 胚胎工程技术及其应用 移植胚胎 收集胚胎并检查、培养或保存 对受体进行妊娠检查 具有优良性状的后代 冲卵： 获得早期胚胎 （取桑葚胚或囊胚） 第一次对收集的胚胎进行质量检查； 第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。 （7）胚胎移植的生理学基础 同种动物 生理变化 游离 考点2 胚胎工程技术及其应用 （7）胚胎移植的生理学基础 考点2 胚胎工程技术及其应用 免疫排斥 遗传特性 考点2 胚胎工程技术及其应用 （8）地位：通过任何一项技术(如转基因、核移植和体外受精等)获得的胚胎，都必须移植到体内才能获得后代。胚胎工程的最终技术环节。 （9）意义： 供体的主要职能： 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增加供体一生繁殖后代数量。 产生具有优良遗传性状的胚胎 胚胎移植的三个关键环节 (1)移植胚胎必须在原肠胚之前进行，但不能直接移植受精卵。 (3)胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。 (2) 考点2 胚胎工程技术及其应用 4、胚胎分割 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。 （1）方法： （2）目的： （3）特点： （4）实质： 机械方法； 获得 或多胎； 来自同一胚胎的后代具有_______________； 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。 同卵双胎 相同的遗传物质 提高胚胎利用率 （5）主要仪器设备： （6）材料： 体视显微镜和显微操作仪 发育良好、形态正常的 。若分割囊胚阶段的胚胎时，要注意 。 桑葚胚或囊胚 将内细胞团均等分割 考点2 胚胎工程技术及其应用 显微操作仪 体视显微镜 （7）操作程序 桑葚胚 囊胚 操作液 分割针 分割刀 考点2 胚胎工程技术及其应用 考点2 胚胎工程技术及其应用 进行DNA分析的目的： 进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病； 进行性别鉴定： 为了人工筛选后代动物的性别。 ①滋养层细胞发育成胎盘和胎膜，不发育胎儿的组织或器官，不会对胎儿产生影响。②滋养层和内细胞团均来自同一个受精卵的有丝分裂，含有相同的遗传物质。 取滋养层细胞进行分析和鉴定的原因： （8）意义 （9）局限性 采用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，目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。 促进 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。 优良动物品种 相同 性别鉴定 遗传病筛查 动物性别 考点2 胚胎工程技术及其应用 5、胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的联系 项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物 相同点 都属于无性繁殖或克隆，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，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供 起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植技术形成的一个细胞 考点2 胚胎工程技术及其应用 1．试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和主要性状与核供体相同。( ) 2．哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精等步骤。( ) 3．采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精。( ) √ √ × 4．胚胎移植两次检查的目的：一是对收集胚胎质量的检查；二是移植后对受体母畜是否妊娠的检查。( ) 5．胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性生殖。( ) √ √ 题型剖析 4．(2024·宁夏银川期末)下图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程，其中①～⑤表示操作过程。请回答下列问题：   (1)图中①过程涉及的精子需进行_______处理；防止多精入卵的两道屏障为__________________________。 (2)图中良种母牛的激素处理是注射促性腺激素，其目的是________________。 获能　 透明带反应、卵细胞膜反应 促使其超数排卵 题型剖析 (3)图中②过程所用的方法是____________。外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能发育成转基因牛，而有的会死亡，请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因：____________________________________________________________________________________________。 (4)图中b、c分别代表囊胚的_________________。 (5)图中④过程表示_______________________， 由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为________。 显微注射法　 外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵内生命活动所必需的某些基因不能表达(合理即可)　 囊胚腔、内细胞团　 胚胎分割和胚胎移植　 100% 题型剖析 1、克隆动物、试管动物与转基因动物的培育过程比较 微专题21 比较项目 克隆动物 试管动物 转基因动物 实例 多莉羊 试管牛 转基因羊 概念 用核移植的方 法获得的动物 用体外受精的 方法获得的动物 由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物 1、克隆动物、试管动物与转基因动物的培育过程比较 微专题21 比较项目 克隆动物 试管动物 转基因动物 技术 核移植 体外受精 基因工程 遗传特性 主要与供核个体相同 具备双亲的遗传性状 具备受精卵及被转入的目的基因两方的遗传性状 过程 如图甲所示 如图乙所示 如图丙所示 相同点 三者均涉及体外胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑葚胚或囊胚期的胚胎 克隆动物：无性生殖 微专题21 试管动物：有性生殖 转基因动物：有性生殖 微专题21 加 油！ 学 习 $$