第2章 7 第3节 二 胚胎工程技术及其应用（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

本讲义聚焦胚胎工程技术及其应用核心知识点，系统梳理体外受精的步骤（卵母细胞采集与成熟培养、精子获能、体外受精）、胚胎移植的程序（供受体选择与处理、胚胎收集与移植）及胚胎分割的技术要领（机械分割、内细胞团均等分割），构建完整技术体系作为学习支架。 该资料通过克隆动物与试管动物对比表格培养科学思维，结合流程图探究活动提升探究实践能力，配套教材改编题和知识框架图。课中辅助教师清晰授课，课后帮助学生回顾技术细节、查漏补缺，体现生命观念与严谨科学态度。

二　胚胎工程技术及其应用 [课标要求] 1．简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。2.概述体外受精的主要步骤、胚胎移植技术的基本程序、胚胎分割技术的要领。 考点一　体外受精和胚胎移植 1．体外受精 有性生殖，并非自始至终都在试管中完成 (1)试管动物：通过人工操作使卵子在______受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行__________产生的个体。 (2)受精步骤 ①卵母细胞的采集：采集到的卵母细胞要在体外进行________________。 ②精子的获取：采集到的精子要在体外进行________处理。 ③受精：将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的__________中共同培养一段时间，来促使它们完成受精。 (3)意义 ①是提高动物____________的有效措施。 ②为胚胎移植提供可用的________。 2．胚胎移植 (1)概念 (2)步骤：胚胎移植主要包括供体、受体的______________，配种或人工授精，胚胎的收集、________、培养或保存，胚胎的__________，以及移植后的检查等步骤(以牛的胚胎移植为例)。 (3)意义 ①可以充分发挥________性优良个体的繁殖潜力。 ②大大缩短了供体本身的__________。 ③对供体施行________________处理后，可增加后代的数量。 [答案自填] 体外　移植　成熟培养　获能　培养液　繁殖能力　胚胎　体外受精　同种　相同　提供　接受　选择和处理　检查　移植　胚胎　移植胚胎　雌　繁殖周期　超数排卵 (1)促进供体超数排卵需利用外源促性腺激素。(　　) (2)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。(　　) (3)胚胎移植是胚胎工程中的最终技术环节，一般在原肠胚之前进行胚胎移植。(　　) 答案：(1)√　 (2)×　采集的卵母细胞需在体外培养使其发育到MⅡ期才能与获能的精子受精。 (3)√ [探究1] 下图是哺乳动物体外受精过程示意图，请据图回答下列问题： (1)受精时精子需要进行__________处理，对卵子的要求是_____________________________________________________________________。 (2)精子要进行离心处理的目的是________________________________，图中体外受精应该模拟雌性动物的环境是__________。 (3)克隆动物、试管动物和母亲正常怀孕生产相比，三者的生殖方式分别是____________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)体外受精与人工授精的不同点是______________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________。 提示：(1)获能　需要在体外进行成熟培养，使其分裂至MⅡ期 (2)除去精浆，有利于精子获能　输卵管 (3)无性生殖、有性生殖、有性生殖 (4)体外受精是人工获取精子、卵子，要先分别在体外进行获能处理和成熟培养，再在体外培养液中完成受精过程；人工授精是用人工的方法将雄性动物的精液注入雌性动物生殖道内，完成受精 [探究2] 下图为胚胎移植的流程图解，据图回答下列问题： (1)供体应选择____________、____________的个体；受体应选择有__________________和______________的个体。供体与受体必须是同种生物。 (2)超数排卵处理中使用的是促性腺激素而不是性激素的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)进行胚胎移植时应选择发育到________________的胚胎。 (4)胚胎移植时使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致的方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________。 提示：(1)遗传性状优良　生产能力强　健康的体质　正常繁殖能力 (2)性激素是由性腺产生并释放的，长期使用外源性激素会导致性腺萎缩。促性腺激素由垂体产生并释放，作用于性腺，可以促进排卵，并且不会使性腺萎缩 (3)桑葚胚或囊胚阶段 (4)对供体和受体母畜用激素进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致 1．克隆动物、试管动物的比较 项目 克隆动物 试管动物 生殖方式 无性生殖 有性生殖 技术手段 核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植 体外受精、动物细胞培养、胚胎移植 遗传特性 主要与供核个体相同 具备双亲的遗传性状 意义 加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 相同点 两者均涉及动物细胞培养、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 2.胚胎移植中的四个注意点 1．(2025·广东珠海五校高二联考)全球首批机器人成功“孕育”婴儿引起了大家的关注，这是利用西班牙某公司研发的机器人完成的，这个机器人可代替专业人员完成试管婴儿的体外受精过程(体外受精过程之前都是由专业人员完成的，需要使用超薄空心针在显微镜下精细处理精子和卵细胞，难度大，但该机器人操作简单，即使没有生育医学领域工作经验的人也可操作)。下列有关试管婴儿的叙述，错误的是(　　) A．试管婴儿和克隆动物的培育原理、操作步骤等不太一致 B．通常采用相关方法处理采集到的精子，使精子获得能量后进行体外受精 C．常以观察到卵细胞膜和透明带之间有两个极体或雌、雄原核融合作为受精的标志 D．体外受精后的早期胚胎培养需要额外提供营养物质 解析：选B。试管婴儿属于有性生殖，克隆动物属于无性繁殖，两者的培育原理、操作步骤不一致，A正确；通常采用相关方法处理采集到的精子，使精子获得受精的能力后再进行体外受精，B错误；在实际胚胎工程操作中，常以观察到卵细胞膜和透明带之间有两个极体或雌、雄原核融合作为受精的标志，C正确；体外受精后的早期胚胎培养需要额外提供营养物质，D正确。 2．(教材P61图2－23改编)下图为牛胚胎移植的流程图，其中①～④表示相应的操作过程。下列叙述正确的是(　　) A．①过程使受体母牛同期发情，主要为了保证犊牛有足够多的母乳 B．②过程中通过注射雌激素，达到超数排卵的目的 C．③过程中精子需要培养在获能液中获能后才能受精 D．④过程是为了避免受体母牛对外来胚胎产生免疫排斥反应 解析：选C。题图中①过程表示对供、受体进行同期发情处理，使供体和受体处于相同的生理状态，为胚胎移植奠定基础，A错误。②过程中通过注射促性腺激素，达到超数排卵的目的，B错误。③过程中精子需要培养在获能液中获能后才能受精，且参与受精作用的卵细胞也要培养到MⅡ期，C正确。④过程表示胚胎的收集、检查、培养，主要目的是选择适合移植的胚胎，D错误。 考点二　胚胎分割 1．原理：早期胚胎细胞具有很强的分裂能力，并保持着细胞全能性，可以将一个胚胎分割成几份，从而提高胚胎的利用率。 2．定义：采用________________将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得____________或多胎的技术。 分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小 3．特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。 4．主要仪器：______显微镜和______。 5．操作步骤 6．应用 (1)可以促进优良动物品种的繁殖，产生的遗传性状________的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。 (2)在胚胎移植前，进行______________、__________________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。 [答案自填] 机械方法　同卵双胎　体视　显微操作仪　操作液　分割针　内细胞团　体外培养　相同　性别鉴定　遗传病筛查 (1)桑葚胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割和移植。(　　) (2)对桑葚胚进行胚胎分割时，应将内细胞团均等分割。(　　) (3)胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性繁殖。(　　) 答案：(1)×　原肠胚分化程度较大，通常不能用于胚胎分割和移植。 (2)×　在分割囊胚阶段的胚胎时，应将内细胞团均等分割。 (3)√ [探究] 下图为经过体外受精和胚胎分割、移植培育优质奶牛的部分过程，请回答下列问题： (1)胚胎分割时对胚胎的品质和时期的要求是_____________________________________________________________________。 (2)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意的问题是_____________________________________________________________________， 原因是________________________________________________________。 (3)在鉴定胚胎的性别时从滋养层取样而不是从内细胞团取样的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 提示：(1)应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚 (2)要将内细胞团均等分割　若分割时不能将内细胞团均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 (3)囊胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层将来发育成胎膜和胎盘的一部分。取滋养层细胞做DNA分析鉴定性别，不会影响胎儿的发育 胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同 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，最后一道工序都是胚胎移植 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构胚 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 经过受精作用形成的一个细胞 经过核移植形成的一个细胞 1．下列有关胚胎分割的叙述，错误的是(　　) A．所需要的主要仪器设备是体视显微镜和显微操作仪 B．分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体 C．胚胎分割产生的后代个体表型一定完全相同 D．胚胎分割可以看成动物的无性繁殖或克隆 解析：选C。表型由基因型和环境共同决定，胚胎分割产生的后代个体基因型相同，但表型不一定完全相同，C错误。 2．(教材P63图2－25改编)下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是(　　) A．①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精精子需要获能 B．②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，无细胞分化 C．③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育 D．⑤代表胚胎移植，受体应处于适合的生理状态，可事先用激素对供体和受体进行同期发情处理 解析：选D。①代表体外受精，体外受精和体内受精精子均需要获能，A错误；②代表早期胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，图示胚胎已发育至囊胚阶段，细胞已经发生分化，B错误；③代表胚胎分割，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，而桑葚胚阶段的胚胎还未形成内细胞团，C错误；⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关，要对供体、受体母牛进行同期发情处理，使供体和受体的生理状态相同，D正确。 【知识框架】 1．(2025·河南安阳高二检测)下列关于体外受精技术的叙述，错误的是(　　) A．体外受精技术操作前需对精子进行获能处理 B．体外受精需要对采集到的卵子进行成熟培养 C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术 D．体外受精技术就是人工将获能的精子放入雌性动物的输卵管中以辅助受精 解析：选D。人工授精是人工将获能的精子放入雌性动物的输卵管中以辅助受精，D错误。 2．(2025·河北衡水高二期中) 下列关于“试管牛”培育流程的叙述，错误的是(　　) A．过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子 B．过程②体外受精依赖于精子、卵细胞的识别和细胞膜的流动性 C．过程③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 D．代孕母牛需要进行同期发情处理，在过程③后无需进行妊娠检测 解析：选D。过程①是卵母细胞的采集和培养，可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子，A正确；过程②表示体外受精，精卵结合依赖于精子、卵细胞的相互识别和细胞膜的流动性，B正确；过程③表示胚胎移植，其实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，C正确； 胚胎移植时，需使受体母牛与供体母牛的生理状况保持相同，需要对代孕母牛进行同期发情处理，在过程③(胚胎移植)之后需进行妊娠检测，以观察胚胎的发育情况，D错误。 3．(2025·河北衡水高二期中)自然状态下的大熊猫繁殖能力较低，我国科学家利用胚胎工程的技术手段大大提高了熊猫的繁殖率。下列叙述正确的是(　　) A．卵母细胞去核的实质是去除卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物 B．早期胚胎移入同期发情处理的大熊猫子宫内会引发免疫排斥反应 C．在大熊猫早期胚胎发育的过程中，原肠胚期开始出现细胞的分化 D．经胚胎分割技术得到的大熊猫的基因型相同，表型也完全相同 解析：选A。早期胚胎移入同期发情处理的大熊猫子宫内不会引发免疫排斥反应，B错误；在早期胚胎发育的囊胚期就已经开始出现细胞分化，C错误；经胚胎分割技术得到的个体的基因型相同，但表型受环境等因素的影响，不一定完全相同，D错误。 4．(2025·河北沧州高二期中)在我国戈壁无人区，科学家发现了小规模的濒危动物野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼，进行了如下图所示的研究。下列叙述错误的是(　　) A．①可以表示体外受精，需要提供发育至MⅡ期的卵子和获能的精子 B．通过②③获得的F的核遗传物质来自A野化单峰骆驼和B驯养单峰骆驼 C．若要获得同卵双胎或多胎，则可对囊胚期胚胎进行分割，且内细胞团必须均等分割 D．因D对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，故胚胎可在D体内存活 解析：选B。体外受精技术模拟体内受精过程，卵子发育到MⅡ期才可以和获能的精子结合，A正确；通过②③获得的F的核遗传物质来自A野化单峰骆驼，B错误；为获得更多的胚胎可进行胚胎分割，在分割囊胚阶段的胚胎时要注意将内细胞团均等分割，C正确；受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，所以胚胎能在D体内存活，D正确。 5．(2025·广东珠海五校高二联考)蝙蝠是一种具有长寿、抗病毒和回声定位等生物学特性的哺乳动物，有重要研究价值。研究者将蝙蝠的诱导多能干细胞(iPS细胞)标上绿色荧光，将其注入小鼠的囊胚中，发现内细胞团某些细胞带有绿色荧光，将上述胚胎移入雌鼠子宫，发现三胚层的细胞中均有部分带绿色荧光。下列说法错误的是(　　) A．可从蝙蝠囊胚的内细胞团中获得其iPS细胞 B．可通过体外受精和胚胎培养技术获得小鼠囊胚 C．接受胚胎的小鼠需进行同期发情处理 D．结果表明蝙蝠iPS细胞在体内仍具有分化能力 解析：选A。囊胚的内细胞团具有发育的全能性，不需要诱导形成多能干细胞，A错误；可通过体外受精获得受精卵，再通过胚胎培养技术获得囊胚，B正确；胚胎移植时需要对受体(即接收胚胎的个体)进行同期发情处理，使移植前后胚胎处于相同的生理环境，C正确；将发绿色荧光的蝙蝠诱导多能干细胞注入小鼠的囊胚中，发现内细胞团某些细胞带有绿色荧光，再将上述胚胎移入雌鼠子宫，发现三胚层的细胞中均有部分带绿色荧光，由此可说明蝙蝠iPS细胞在体内仍具有分化能力，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $