第10单元 5 第47讲 胚胎工程（教师用书Word）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 广东专版）

该高中生物学讲义聚焦胚胎工程高考核心考点，涵盖受精及早期胚胎发育过程、体外受精与胚胎移植等技术，按理论基础到技术应用的逻辑层次系统梳理，通过考点精讲、正误判断、情境分析及真题训练（如2024甘肃卷、北京卷等），帮助学生构建知识网络，突破胚胎分割、同期发情处理等难点，体现复习的系统性与针对性。 资料特色在于融合考情分析与核心素养培养，采用“概念辨析-情境探究-真题演练”三步教学法，如通过受精过程中透明带反应机制分析培养科学思维，结合胚胎移植流程拆解提升探究实践能力。分层设置基础判断、语言组织及高考真题模块，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指引。

第47讲　胚胎工程 课标要求 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。 考情分析 胚胎工程技术及其应用(2023·广东卷T3；2024·北京卷T11；2024·甘肃卷T16；2024·湖北卷T10；2023·天津卷T7；2022·江苏卷T4；2022·全国甲卷T38) 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：哺乳动物的受精在输卵管内完成。 (3)过程 [提醒]　①精子获“能”，是获得受精的能力，不是能量；精子运动的能量由线粒体鞘内的线粒体提供。②受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体或观察到雌、雄原核。受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 3．胚胎早期发育 4．孵化 (1)概念：囊胚进一步扩大，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。 1．正误判断 (1)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。(×) (2)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。(√) (3)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。(×) 2．语言组织 (2022·全国甲卷)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获得受精能力；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1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。 3．情境分析 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。 学生用书第348页 (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备受精能力，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)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，保证受精卵中染色体数目的稳定，从而保证遗传的稳定性。 受精作用过程的分析 1．(2024·江苏盐城调研)下列有关哺乳动物的受精卵形成过程的叙述，正确的是(　　) ①获能精子与卵子相遇时释放多种酶 ②获能精子与卵子相遇时释放的酶可溶解透明带、卵细胞膜 ③卵子与精子结合前已完成减数分裂Ⅱ ④精子和卵子的细胞核经过相关生理过程，分别形成雄原核和雌原核 ⑤精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带 A．①②⑤　 B．②③④　 C．①④⑤　 D．②④⑤ 答案：C 解析：受精过程中，获能后的精子与卵子相遇时，释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，但不会溶解卵细胞膜，①正确、②错误；精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，③错误；精子入卵后，尾部脱离，原有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，叫作雄原核，卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核，④正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，⑤正确。综上所述，①④⑤正确，故选C。 胚胎发育过程分析 2．(2024·河源调研)斑马鱼和人类基因有着87%的相似性，每条雌鱼每次排卵300枚左右，体外受精后胚胎发育同步性好，胚体透明且发育速度快，是科研上常用的模式脊椎动物之一。下列说法错误的是(　　) A．用胶原蛋白酶处理斑马鱼胚胎的滋养层，可获得大量胚胎干细胞 B．利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类 C．斑马鱼的透明胚胎有利于观察药物对其体内器官发育的影响 D．胚胎数量多、体外发育都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点 答案：A 解析：胚胎干细胞是一类全能性细胞，囊胚期的细胞开始出现分化，其中内细胞团具有全能性，而滋养层细胞不具有全能性，故处理斑马鱼胚胎的滋养层，不能获得大量胚胎干细胞，A错误；结合题意“斑马鱼和人类基因有着87%的相似性”，故利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类，B正确；斑马鱼的胚体透明，有利于观察药物对其体内器官发育的影响，C正确；胚胎数量多(便于生物学统计)、体外发育(便于观察和操作)都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点，D正确。 考点二　胚胎工程技术及其应用 1．体外受精 2．胚胎移植 (1)概念理解 (2)过程 [提醒]　①胚胎移植过程中两次使用激素的目的：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。②两次检查的目的：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．胚胎分割 (1)概念：胚胎分割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。 学生用书第349页 (2)胚胎分割的基础 ①理论基础：细胞的全能性。 ②物质基础：每个细胞的细胞核内都具有相同的遗传物质。 (3)主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。 (4)操作程序 1．正误判断 (1)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。(×) (2)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。(×) (3)做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞。(×) 2．语言组织 (2022·全国甲卷)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。主要的操作步骤是用相关激素对非繁殖期受体母羊进行同期发情处理→(将保存的囊胚进行)胚胎移植。 3．情境分析 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，思考下列问题。 (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。 1．胚胎移植的生理学基础 2．试管动物与克隆动物的比较 比较项目 试管动物 克隆动物 涉及技术 体外受精、体外胚胎培养、胚胎(分割)移植 核移植技术、体外胚胎培养、胚胎(分割)移植 实例 试管牛 克隆羊“多莉” 过程 生殖方式 有性生殖 无性生殖 遗传物质 遗传物质来自两个个体 遗传物质大部分来自供核生物体 学生用书第350页 试管动物的分析 1．(2024·甘肃卷)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：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；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数分裂Ⅱ中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；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，使供、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；后代丁是由藏羊甲的卵母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。 胚胎工程技术的综合运用 2．(2024·湛江模拟)通过动物细胞工程技术，可以利用患者自身的细胞在体外诱导发育成特定的组织、器官，然后再移植回患者体内。图1和图2表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法，其中诱导多能干细胞(iPS细胞)类似于人类的胚胎干细胞。下列叙述正确的是(　　) A．两种方法都需要运用动物细胞培养技术，需要将细胞置于含有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中 B．利用两种方法所获得的组织器官的遗传物质均与患者的完全相同，因此移植后不会发生免疫排斥反应 C．可利用农杆菌转化法或显微注射法将Oct3/4基因、Sox基因、c-Myc基因和Klf基因导入成纤维细胞 D．图2中卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物，核移植时供体细胞不用去核，可整个注入去核的卵母细胞中 答案：D 解析：两种方法都需要运用动物细胞培养技术，需要将细胞置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中，A错误；图1所示方法导入了Oct3/4基因、Sox基因、c-Myc基因和Klf基因，图2中提供质遗传物质的卵母细胞的来源未知，因此两种方法所获得的组织器官的遗传物质均可能和患者的不完全相同，B错误；将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法，农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞常用的方法，C错误；核移植的过程中，卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物，核移植时供体细胞不用去核，可将整个供体细胞注入去核的卵母细胞中，D正确。 1．(2024·北京卷)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(　　) 学生用书第351页 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：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；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；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；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。 2．(2024·湖北卷)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：根据图表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；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；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；卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。 3．(2023·广东卷)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是(　　) A．超数排卵 B．精子获能处理 C．细胞核移植 D．胚胎培养 答案：C 解析：由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养，A、B、D不符合题意；由于该过程为有性生殖，因此不涉及细胞核移植，C符合题意。 4．(2024·湖北卷)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是(　　) 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 B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体 D．生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选 答案：D 解析：选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体，进行超数排卵处理，A正确；胚胎移植前，采集部分滋养层细胞进行遗传学检测，B正确；作为受体的山羊只需具备健康的体质和正常繁殖能力即可，但山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；生产中需选择性状优良的波尔公山羊提供精子，D错误。 某科研小组采用“胚胎干细胞介导法”将荧光素基因导入纯种灰色小鼠胚胎干细胞(ES细胞)中并整合到染色体上，然后将转基因的胚胎干细胞注射到纯种黄色小鼠囊胚中构建嵌合体小鼠，具体过程如图所示。 角度一　获取信息，解答问题 (1)图中过程②收集的ES细胞来源于　　　　细胞，将胚胎干细胞置于用小鼠　　　　　　　　(细胞)制备的饲养层上，饲养层提供胚胎干细胞增殖所需的　　　　。 (2)囊胚中的滋养层细胞将来发育成　　　　　　　　　　，取样滋养层细胞做SRY-PCR性别技术鉴定，当用SRY特异性探针对扩增产物进行检测时，出现　　　　(填“阳性”或“阴性”)反应者，胚胎为雄性。 角度二　结合基因工程和遗传规律解答问题 (3)过程①中的荧光素基因表达的荧光蛋白可用于过程④，推测荧光素基因在该实验最终获得的嵌合体小鼠中起到的作用是_________________________ _________________________________________________________________。 (4)过程⑤导入囊胚的胚胎干细胞数量是否会影响子代小鼠的性状？　　　　(填“是”或“否”)。嵌合体小鼠与体外受精培养得到的小鼠相比，最主要的区别是_________________________________________________________________ _________________________________________________________________ (从组成个体的细胞基因型是否相同的角度分析)。 答案：(1)内细胞团　输卵管上皮细胞　营养物质 (2)小鼠的胎盘和胎膜　阳性　(3)检测嵌合体小鼠中来自灰色小鼠的ES细胞的发育情况　(4)是　嵌合体小鼠不同细胞基因型可能不同，体外受精培养得到的小鼠不同细胞基因型一般是相同的 解析：(1)图中过程②收集的胚胎干细胞来源于内细胞团细胞，将胚胎干细胞置于用小鼠输卵管上皮细胞制备的饲养层上，饲养层提供胚胎干细胞增殖所需的营养物质。(2)囊胚中的滋养层细胞将来发育成小鼠的胎盘和胎膜，SRY基因是位于Y染色体上的性别决定基因，取样滋养层细胞做SRY-PCR性别技术鉴定，当用SRY特异性探针对扩增产物进行检测时，出现阳性反应者，其胚胎为雄性。(3)过程①中的荧光素基因表达的荧光蛋白可用于过程④，推测荧光素基因在该实验最终获得的嵌合体小鼠中起到的作用是检测嵌合体小鼠中来自灰色小鼠的ES细胞的发育情况。(4)囊胚中的内细胞团能发育成各种组织，因此过程⑤导入囊胚的胚胎干细胞数量会影响子代小鼠的性状。嵌合体小鼠与通过体外受精技术培养得到的小鼠相比，嵌合体小鼠中具有遗传物质组成不同的两种细胞，而体外受精培养获得的小鼠细胞的遗传物质都相同。即嵌合体小鼠中有的细胞含有灰色小鼠的基因，有的细胞含有黄色小鼠的基因，不同细胞的基因型可能不相同，体外受精培养获得的小鼠体内各细胞的基因型一般都相同。 学科网（北京）股份有限公司 $