第10章 第60课时 胚胎工程(教用Word)-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

第60课时　胚胎工程 高考目标定位 1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。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。 考点一　胚胎工程的理论基础 1．胚胎工程的概念 2．受精 (1)概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。 (2)场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 (3)过程 3.胚胎早期发育 4．孵化 (1)概念：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。 (2)意义：如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 判断正误 　(1)精子获能液常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等(　√　) (2)动物排出的卵子都是次级卵母细胞，需进一步成熟(　×　) 提示　动物排出的卵子可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞，都需在输卵管中进一步成熟。 (3)当精子入卵后，透明带立即发生生理反应，阻止后来的精子进入(　×　) 提示　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。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。 (4)胚胎工程中常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志(　√　) (5)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大(　×　) 提示　卵裂阶段胚胎的总体积并不增加，但细胞数目增多，每个细胞中有机物含量减少，DNA的含量基本不变，细胞体积减小。 (6)胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是原肠胚期(　×　) 提示　胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是囊胚期。 我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一定差距。胚胎工程的迅猛发展实现了人们大量繁殖优良家畜品种的愿望。在此过程中，了解哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律十分重要。 1．受精是精子和卵子结合形成受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。受精卵形成后进行有丝分裂，通过细胞分裂和分化，形成新个体。 (1)刚采集到的精子是否能与卵子立即结合完成受精作用？为什么？ 提示　不能。刚采集到的精子不具有受精能力，必须先对精子进行获能处理，才能进一步与卵子结合完成受精。 (2)刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？ 提示　不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，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)防止多精入卵受精的生理反应有哪些？有什么意义？ 提示　有两道屏障，一是透明带发生生理反应，二是卵细胞膜发生生理反应。防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。 2．思考回答以下有关胚胎早期发育的问题： (1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的？ 提示　有机物的总量不断减少，但有机物的种类增加。 (2)受精卵早期分裂时胚胎中DNA总量和每个细胞中核DNA含量有何变化？ 提示　胚胎中总DNA含量逐渐增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。 (3)胚胎早期发育过程中，具有全能性的时期有哪些？ 提示　桑葚胚期及之前的时期。 考向一　胚胎工程的理论基础 【例1】　(2024·湖北高考)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是(　　 ) 甲的浓度 (μg/mL) 卵母细 胞(个) 第一极体 排出(个) 成熟率 (%) 卵裂数 (个) 卵裂率 (%) 0 106 70 66.0 28 40.0 1 120 79 65.8 46 58.2 10 113 53 46.9 15 28.3 100 112 48 42.8 5 10.4 A.实验结果说明甲抑制卵裂过程 B．甲浓度过高抑制第一极体的排出 C．添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力 D．本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准 【答案】　A 【解析】　A、由表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误； B、对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(＞10 μg/mL，第一极体排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确； C、添加1 μg/mL的甲，卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确； D、卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。 故选A。 【例2】　(2025·贵州毕节模拟)胚胎工程的许多技术，实际上是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。以下有关哺乳动物的受精和胚胎早期发育的说法，正确的是(　　 ) A．自然条件下，哺乳动物的受精是在子宫里完成的 B．受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育 C．滋养层细胞将来发育成的胎盘和胎膜，属于母体组织 D．早期胚胎发育过程中，细胞数目增多，胚胎体积增大 【答案】　B 【解析】　A、在自然条件下，哺乳动物的受精过程在输卵管中完成，A错误； B、受精卵形成后即在输卵管内细胞开始进行有丝分裂，胚胎开始发育，B正确； C、胎膜、胎盘不属于母体组织，C错误； D、早期胚胎发育过程中，细胞数目增多，但胚胎总体积并不增加，甚至略微缩小，D错误。 故选B。 考点二　胚胎工程技术及其应用 1．体外受精 (1)过程 (2)意义 ①提高动物繁殖能力的有效措施。 ②为胚胎移植提供可用的胚胎。 2．胚胎移植 (1)概念 (2)基本程序 (3)胚胎移植的意义 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，增加后代数量。 3．胚胎分割 (1)概念 对象 早期胚胎 方法 机械方法 目的 获得同卵双胎或多胎 特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一 (2)仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。 (3)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。 (4)意义：促进优良动物品种的繁殖，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；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。 判断正误 　(1)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(　×　) 提示　采集的卵母细胞培养至MⅡ期，即可用于受精。 (2)超数排卵是指应用外源性激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子(　×　) 提示　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。 (3)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚(　×　) 提示　胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。 (4)做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞(　×　) 提示　进行胚胎性别鉴定时应取滋养层的细胞。 (5)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割(　×　) 提示　在对囊胚进行分割时，要将内细胞团均等分割。 (6)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(　√　) 母牛其实是有很强的生殖潜能的，只是没有激发出来。借助体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术，可以进一步挖掘优良家畜的繁殖潜力。 1．胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置，且胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。思考讨论下列问题： (1)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？ 提示　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？ 提示　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？ 提示　可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。 (4)胚胎移植中的胚胎有哪些来源？ 提示　体外受精、转基因技术或者细胞核移植技术等方式获得的胚胎都可供胚胎移植。 2．通过胚胎分割技术，进一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率。如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图，请据图思考讨论下列问题： (1)图示①过程分割出的少量滋养层细胞常用来做什么？ 提示　常用来做DNA分析，鉴定性别。 (2)图示②过程得到的两个a经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗？ 提示　不是，来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割移植可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。 (3)胚胎分割有什么意义？为什么要在桑葚胚或囊胚期进行分割？ 提示　胚胎分割可提高胚胎利用率。选择桑葚胚期或囊胚期进行分割，是因为处于桑葚胚期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性，可以发育成完整个体。 【归纳总结】 1．比较自然受精、人工授精和体外受精 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程 不同 通过雌雄动物交配完成受精 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、卵子成熟后才能完成受精过程； (2)都是有性生殖 2.胚胎移植的生理学基础 考向二　胚胎工程技术及其应用 【例3】　(2024·甘肃高考)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(　　 ) 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 【答案】　B 【解析】　A、促性腺激素能作用于卵巢，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，A正确； B、从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误； C、在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理，使受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确； D、后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。 故选B。 【例4】　(2024·北京高考)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，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(　　 ) A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 B．实验过程中使用的培养基含有糖类 C．类囊胚的获得利用了核移植技术 D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育 【答案】　C 【解析】　A、体外诱导食蟹猴胚胎干细胞， 形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确； B、实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确； C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误； D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。 故选C。 1．(选择性必修3 P61)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．(选择性必修3 P61)供体母牛和受体母牛的选择标准为供体是遗传性状优良、生产能力强的个体，受体是有健康的体质和正常繁殖能力的个体，且二者必须是同一物种。 3．(选择性必修3 P62)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 4．(选择性必修3 P62)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。 5．(选择性必修3 P62)在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。 6．杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。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，据图回答下列问题： (1)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超数排卵处理，过程②中产生的精子需进行获能处理，目的是使其具有与卵细胞受精的能力。 (2)在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。 (3)图中移植的胚胎处于囊胚期。为获得雌性杜泊羊，胚胎移植前需取滋养层鉴定性别。为提高胚胎的利用率，尽快获得数量较多的子代杜泊羊，图中过程⑤使用胚胎分割技术对胚胎进行处理，处理时要注意将内细胞团均等分割。 7．(2022·全国甲，38节选)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题： (1)在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是刚排出的精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后才能受精；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是肝素或Ca2+载体(答出一点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到MⅡ期时才具备与精子受精的能力。 (2)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。 学科网（北京）股份有限公司 $$