2.3胚胎工程导学案-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

胚胎工程 学习目标 1．简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理和操作步骤。 2．举例说明胚胎工程的应用。 学习过程 【新课导入】 你听说过试管牛、试管羊吗？它们是通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植。这项技术比起自然繁殖，在畜牧业上有哪些优势呢？ 【新知讲解】 内容一：体外受精 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。采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行________和_____处理，然后才能用于体外受精。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。 内容二：胚胎移植 1．概念：胚胎移植是指将通过________及其他方式得到的胚胎，移植到________ 、____________ 的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 其中提供胚胎的个体称为“_______ ”，接受胚胎的个体叫“_______ ”。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，都必须移植给受体才能获得后代。 2．主要步骤：牛的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。 （1）在胚胎移植前，需要对供体母牛和受体母牛进行__________ 处理。之后，还要对供体母牛进行__________处理，即使用外源________激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 （2）一般在__________或_________阶段进行移植。 （3）胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与_______保持一致。 思考 1 ：对受体和供体进行同期发情处理的目的是什么？ 思考 2 ：受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？ （3）胚胎移植的实质是_______________________________________________________。 3．优势：进行胚胎移植的优势是可以______________________________。在这项技术中，供体的主要职能变为产生____________________ ，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由________取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。同时，在对供体施行_________处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。 【学以致用】 例 1 ：下图为培育试管动物和克隆动物的流程图。据图分析，下列叙述正确的是( ) A ．培育试管动物时，采集来的A 和B 可直接用于体外受精 B ．培育克隆动物时，可用电融合的方法使A 和B 融合 C ．一般将早期胚胎培养至囊胚或原肠胚时，再进行胚胎移植 D ．胚胎移植过程中，需使用免疫抑制剂以防止受体动物发生免疫排斥 内容三：胚胎分割 1．概念：胚胎分割是指采用_______方法将__________切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，经移植获得______________或_______ 的技术。 来自同一胚胎的后代具有相同的__________ ，因此胚胎分割可以看作动物________或_____ 的方法之一。 2．操作：胚胎分割所需要的主要仪器设备为__________和__________。在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的__________或_______ ，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将__________均等分割。对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经__________后，再移植给受体。 3．意义： （1）胚胎分割技术可以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。 （2）在胚胎移植前，进行__________、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。其中，在囊胚阶段进行性别鉴定，应从__________取样。 思考：胚胎分割的次数是越多越好吗？ 【学以致用】 例 2 ：如图所示为早期胚胎发育某一时期的示意图。下列叙述正确的是( ) A ．③为内细胞团，将来发育成胎膜和胎盘 B ．进行胚胎分割时，需保证②被均等分割 C ．囊胚进一步扩大将会导致①破裂，这一过程叫卵裂 D ．胚胎移植前，可从②取样进行性别鉴定【课堂小结】 学习过程答案 【学以致用】 例 1 ：【答案】B 例 2 ：【答案】D 第 2 页 学科网（北京）股份有限公司 一、单选题（本题共 4 小题） 1．波尔山羊生长速度快、肉质细嫩，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 ．胚胎工程的许多技术，实际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 B ．胚胎移植过程中需进行胚胎检查和妊娠检查等步骤 C ．进一步提高波尔山羊胚胎的利用率，可采用机械方法进行胚胎分割后移植 D ．胚胎移植后受体孕育的后代遗传特性与受体保持一致 【答案】D 【解析】A．胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术，体外受精、胚胎移植等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的模拟操作，A 正确； B．胚胎的移植前，通常取滋养层的细胞做DNA 分析，进行性别鉴定、胚胎质量等检查，移植后需要检查是否妊娠，B 正确； C ．要提高波尔山羊胚胎的利用率，方法之一是可采用机械方法进行胚胎分割后移植，C 正确； D ．胚胎移植产生的后代，其遗传特性与供体基本一致，不受到受体的影响，D 错误。 2．近年来由于栖息地丧失和人为捕猎，亚洲黑熊数量骤减，近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过核移植、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊，其过程如下图。以下说法正确的是( ) A ．一般采用促性腺激素释放激素处理A 使其超数排卵 B ．过程②经常通过显微操作法对M Ⅱ期卵母细胞进行去核操作 C ．D 受体雌性必须和动物园亚洲黑熊♀A 、野生亚洲黑熊♀B 同期发情处理 D ．E 后代、F 后代都来自胚胎移植，都属于无性生殖【答案】B 【解析】A ．胚胎工程一般采用促性腺激素处理A 使其超数排卵，A 错误； B ．过程②经常通过显微操作法对M Ⅱ期卵母细胞进行去核操作，之后将供体细胞注入去核的卵母细胞，再通过电融合法使两细胞融合形成重构胚，B 正确； C．D 受体雌性接受来自动物园亚洲黑熊♀A 体内的胚胎，所以必须和动物园亚洲黑熊♀A 同期发情处理，目的是使体内的生理环境保持一致，提高胚胎的存活率，而野生亚洲黑熊♀B 只需要提供体细胞，所以不需要同期发情处理，C 错误； D ．E 后代遗传物质来源于A 和 C ，而 A 和C 分别为卵子和精子，因此E 后代属于有性生殖后代，而F 来自于重构胚，属于无性生殖，D 错误。 3．嵌合体动物是指由两种或两种以上具有不同遗传特性的细胞组成的聚合胚发育而成的个体，下图表示采用注射法获得嵌合体黑白花仔鼠的过程。下列说法正确的是( ) A ．①为滋养层细胞，若部分细胞异常死亡，会导致仔鼠组织缺陷 B ．②为内细胞团，可在胰蛋白酶催化下离散为单个细胞 C ．丙过程需要借助显微操作仪，该实验证明②具有全能性 D ．丁为胚胎移植，需对多只受体进行促性腺激素处理【答案】B 【解析】A、胎儿是由内细胞团发育而来的，滋养层细胞死亡，不会导致动物组织缺陷，A 错误； B、胰蛋白酶可消化细胞外的蛋白质，从而使动物细胞分散开来，B 正确； C、细胞的全能性指一个细胞发育成一个完整的个体，该实验中移植的内细胞没有发育为一个个体，C 错误； D、胚胎移植时对受体进行同期发情处理，D 错误。 4．《本草纲目》曾提到：“羊乳甘温无毒、润心肺、补肺肾气。 ”中医一直把羊奶看做对肺和气管特别有益的食物。羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，并且羊奶中的维生素及微量元素明显高于牛奶。如图表示研究人员利用胚胎工程培育产奶量高的优质奶羊的过程，下列相关说法正确的是( ) A ．通过图中① ~ ⑤培育的奶羊和克隆羊的原理相同 B ．不同生物进行⑤过程的时间不同，但都不能晚于原肠胚 C ．⑤的成功与供体和受体的生理状态的一致性密切相关 D．③代表胚胎分割，需均等分割桑椹胚的内细胞团，以免影响胚胎发育；移植前还需进行胚胎性别鉴定，选择雌性进行移植 【答案】C 【解析】A 、①~⑤培育的奶羊涉及到的技术有体外受精、胚胎分割和胚胎移植等，此过程是有性生殖，克隆羊是无性繁殖，A 错误。 B、胚胎移植主要在桑椹胚或囊胚时期，甚至有的生物可以更早，但一般不能晚于囊胚，B 错误。 C、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，关键在于供体和受体的生理状态的一致性，C 正确。 D、在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割，D 错误。 故选：C。 二、多选题（本题共 1 小题。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。） 5．湖羊是我国著名的多胎绵羊品种，具有生长快、繁殖力强、耐粗饲等特点，主要分布于太湖流域。科研人员利用胚胎工程繁育高产湖羊的部分过程如图所示。下列相关叙述正确的是( ) A ．①过程为体外受精，该过程需要将精子置于获能液中处理使其具备受精能力 B ．②过程为胚胎体外培养，培养液中需要添加氨基酸、核苷酸及动物血清等成分 C ．③过程应注意将胚胎均等分割，可选择滋养层细胞进行性别鉴定 D ．④过程为胚胎移植，胚胎可移植到同种、生理状态不同于供体母羊的受体母羊中【答案】A B C 【解析】A 、①过程是精子和卵子在体外结合形成受精卵的过程，即体外受精。在体外受精前，需要将精子置于获能液中处理，使其具备受精能力，A 正确； B 、②过程为胚胎体外培养，动物细胞培养和早期胚胎培养的培养液成分相似，都需要添加氨基酸、核苷酸及动物血清等成分，B 正确； C 、③过程是胚胎分割，为保证分割后胚胎的恢复和进一步发育，应注意将内细胞团均等分割。同时，可选择滋养层细胞进行性别鉴定，C 正确； D 、④过程为胚胎移植，胚胎移植时要求受体母羊和供体母羊是同种且生理状态相同，这样才能保证胚胎在受体子宫中正常发育，而不是生理状态不同，D 错误。 故选 ABC。 三、非选择题（本题共 1 大题） 6．随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体 1 是良种荷斯坦高产奶牛，供体 2 是健康的黄牛，请据图分析并回答下列问题。 （1）图中产生小牛的几个途径中，属于无性繁殖途径的有应用 1 （填数字）： （2）应用 1 中，为了大量获取细胞B ，需对供体 2 注射 2 ，使用 3 技术获得重组细胞，最终获得的良种小牛性别为 4 。（选填雌性或雄性） （3）人工授精时，受精卵形成的场所是在 5 。当精子触及卵细胞膜的瞬间，会发生 6 反应，防止多精入卵。 （4）进行胚胎移植的优势是 7 。在这项技术中，供体的主要职能变为产生具有优良遗传性状的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了 8 本身的繁殖周期。移入的胚胎能够在受体内存活的生理基础是 9 。 （5）应用 3 可解决良种动物快速大量繁殖的问题：对囊胚阶段的胚胎通过 10 技术获得二分胚①和②, 操作时需要注意 11 ，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。若要进行性别鉴定，取 12 细胞。 【答案】1、1、3 2、促性腺激素 3、核移植 4、雌性 5、输卵管 6、透明带 7、可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 8、供体 9、受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 10、胚胎分割 11、将内细胞团均等分割 12、滋养层 【解析】（1）应用 1 采用了核移植技术，形成克隆动物，属于无性生殖；应用2 采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，形成的是试管动物，属于有性生殖；应用 4 表示从早期胚胎或原始性腺中提取胚胎干细胞；应用 3 采用了胚胎分割技术，属于无性生殖，故图中产生小牛的几个途径中，属于无性繁殖途径的为应用 1、3。 （2）应用 1 中，为了大量获取细胞B ，即卵母细胞，需要对供体 2 注射促性腺激素，使其超数排卵。使用核移植技术获得重组细胞，最终获得的良种小牛性别与供体 1（良种荷斯坦高产奶牛）相同，因此性别为雌性。 （3）人工授精时，受精卵形成的场所是在输卵管。当精子触及卵细胞膜的瞬间，会发生透明带反应，防止多精入卵。 （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。移入受体子宫内的胚胎能够存活的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。 （5）应用 3 可解决良种动物快速大量繁殖的问题：对囊胚阶段的胚胎通过胚胎分割技术获得二分胚①和 ②, 对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，若要进行性别鉴定，取滋养层细胞进行。 第 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $