2.3胚胎工程讲义2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

胚胎工程的理论基础 重难点 题型 分值 重点 ①动物的受精过程以及胚胎早期发育 选择题、非选择题 3-6 ②体外受精、胚胎移植以及胚胎分割技术 难点 ③胚胎早期发育过程中的变化 ④胚胎移植的生理基础 一、胚胎工程 胚胎工程是指对生殖细胞、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。 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。因此，了解哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律十分重要。 二、胚胎工程的理论基础 受精是精子与卵子结合形成合子即受精卵的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 （一）准备阶段 1. 精子 （1）精子的结构 经减数分裂和变形一个精原细胞形成4个成熟的精子，精子包括头、颈、尾三部分，不同动物的精子形态没有差异，其大小也与动物的体型没有关系。精子在发育过程中，留下了细胞核和线粒体，是因为细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是细胞代谢活动的控制中心，在颈基部的线粒体鞘，是精子有氧呼吸的主要场所，是精子维持生存和运动能量的发动机。 （2）精子获能 刚刚排出的精子必须在雌性动物的生殖道内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”。 精子获能机制的研究使科学家找到了精子在体外获能的方法，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能，为体外受精奠定基础。 使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。 2. 卵子 （1）卵子的结构 在哺乳动物体内经减数分裂、排卵以及输卵管内的发育形成的减数第二次分裂中期的次级卵母细胞的结构如图所示，在卵细胞膜外有透明带，卵细胞膜内有卵细胞核，在卵细胞膜与透明带之间存在一个第一极体。 （2）卵子的准备 动物排出的卵子成熟度不同，有的是初级卵母细胞，如马、犬等，有的是次级卵母细胞，如猪、羊等，卵子只有发育到减数第二次分裂中期（MII期）才具备与精子受精的能力。在自然状态下，卵子的发育过程是在动物的输卵管中完成，若在体外条件下，可进行动物细胞培养，将获得的不同时期的卵子培养到适宜的时期。 （二）受精阶段 获能后的精子与卵子相遇时，精子的头部首先释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构，如透明带，同时借助自身的运动接触卵细胞膜。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，入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子在进入卵内。这就是防止多精入卵的两道屏障。 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的精子的核还大的核，叫做雄原核。精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体，形成雌原核。 多数哺乳动物的第一极体不进行减数第二次分裂，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。 雌、雄原核充分发育后，彼此靠近，核膜消失，成为一个核。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。 三、胚胎早期发育 受精卵形成后在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。 1. 卵裂 胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵早期的分裂成为卵裂。 归纳总结：卵裂过程中胚胎内物质和体积变化的规律 （1）有机物：因胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少，有机物的种类增加。 （2）细胞体积：胚胎总体积不变，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。 （3）细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。 2. 桑葚胚 卵裂产生的子细胞形成致密的细胞团，形似桑葚。此阶段的细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。 3. 囊胚 胚胎进一步发育，细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘。在胚胎的内部出现囊胚腔。囊胚进一步扩大，会导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化。 4. 原肠胚 囊胚孵化后，将发育成原肠胚。表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层，随着发育的进行，一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。这三个胚层逐渐分化形成各种组织、器官。 例题1 下图表示卵子的发生过程。与此相关的叙述中，不合理的是（ ） A. 图中A是第一极体，B是合子，E是指受精 B. 当观察到两个极体时，可以表明卵子已经完成了受精 C. 能发生染色体着丝点分裂的阶段是①④ D. ①阶段存在的变异方式有基因突变、基因重组和染色体变异 答案：D 解析：本题主要卵子的发生过程以及受精作用，难度中等。图中①为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；③为减数第一次分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，因此E是受精，B是合子，A正确；当观察到两个极体时，表明次级卵母细胞已经释放出第二个极体，卵子已完成了受精作用，B正确；着丝点分裂可发生在有些分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，①④均能发生着丝点分裂，C正确；有丝分裂中的变异类型只有基因突变和染色体变异，没有基因重组，D错误。 例题2 下列关于哺乳动物体内受精的准备与受精阶段的叙述，正确的是（ ） A. 精子细胞变形为精子时，线粒体发育为精子头部的结构 B. 雌马排出的卵子为初级卵母细胞，需在卵巢内发育为次级卵母细胞 C. 体内受精时，精子穿越卵细胞膜后释放出多种酶以溶解透明带等结构 D. 在受精过程中防止多精入卵的两道屏障分别是透明带与卵细胞膜发生的反应 答案：D 解析：本题主要考查受精和早期胚胎发育，难度中等。精子细胞变形为精子时，线粒体发育为颈基部的线粒体鞘，头部为细胞核，A错误；雌马排出的卵子为初级卵母细胞，需在输卵管发育为次级卵母细胞，B正确；体内受精时，精子在与卵子接触后释放多种酶溶解透明带等结构，C错误；在精子穿过透明带接触卵细胞膜时透明带发生反应阻止其他精子入卵，当精子穿过卵细胞膜后，卵细胞膜发生反应阻止其他精子进入卵子，D错误。 例题3 下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，错误的是（ ） A. 当在透明带和卵细胞膜的间隙看到两个极体说明受精完成 B. 卵裂期细胞数目增多，体积变小，有机物含量和种类不断减少 C. 桑葚胚以前的细胞均未分化，属于全能细胞，可发育为不同细胞 D. 囊胚期细胞开始分化，内细胞团全能性高，可发育为胎儿的各种组织 答案：B 解析：本题主要考查哺乳动物的早期胚胎发育，难度中等。当精子与卵子结合时，卵子会释放出第二极体，在透明带与卵细胞膜的间隙会出现两个极体，说明卵子已经完成受精，这是判断卵子是否受精的标志，A正确；在卵裂过程中，细胞不能从母体中获取营养，只能消耗自身的物质，因此细胞的数目增多，有机物含量减少，种类增加，由于细胞的总体积基本不变，单个细胞的体积不断减小，B错误；桑葚胚以前的细胞没有分化，为全能细胞，可发育成不同的细胞，C正确；囊胚期的细胞开始分化，其中有内细胞团细胞和滋养层细胞，内细胞团细胞的全能性高，将来发育为胎儿的各种组织，D正确。 （答题时间：分钟） 1. 哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组） 据图分析，下列叙述错误的是（ ） A. 次级卵母细胞形成的过程需要激素调节 B. 细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C. Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同 D. 培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞 2. 下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是（ ） A. 精子和卵子的识别具有物种特异性 B. 卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 C. 囊胚期的滋养层细胞具有发育的全能性 D. 原肠胚期的细胞开始分化发育形成内、外两个胚层 3. 如图为胚胎发育某时期的图像，下列相关叙述错误的是（ ） A. 该时期是胚胎发育的囊胚期，①代表透明带，③代表内细胞团 B. ②将来发育成胎儿，③将来发育成胎盘和胎膜 C. 高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期，终止于生命结束 D. 该胚胎进一步发育，①会破裂，进行“孵化”过程 4. 中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述，正确的是（ ） A. 卵裂期不仅细胞数量增加，而且体积也有所增加 B. 兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性 C. 在形成早期胚胎的过程中，不会出现细胞的分化 D. 克隆出的早期胚胎中，各细胞的遗传信息是不同的 5. 下图表示精子入卵后，发生（或引起的）一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是（ ） A. 图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子完成减数第二次分裂 B. 精子触及卵细胞膜的瞬间便发生了X，防止多精入卵 C. 精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合 D. 雌、雄原核充分发育后相向移动，继而合并成一个细胞核 6. 下列有关精卵发生、受精过程的说法，正确的是（　　） A. 精子变形中，细胞核形成精子头的主要部分，中心体发育成为头部的顶体 B. 卵子的发生是在卵巢和输卵管中完成的，其中卵泡在胎儿期形成，排卵从初情期开始 C. 获能后的精子与卵子相遇后，精子释放顶体酶，穿过透明带进入放射冠 D. 在受精作用过程中，体现受精实质的是同类生物的精、卵互相识别 7. 下列有关囊胚和桑葚胚的说法中，不正确的是（ ） A. 桑葚胚的各细胞结构功能基本相同 B. 桑葚胚细胞未出现细胞分化，遗传物质未发生改变 C. 囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异是转录水平上的差异引起 D. 囊胚期细胞开始分化是由遗传物质改变引起的 8. 如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是（ ） A. 图中①过程都是在透明带内发育的 B. 卵裂过程中每个细胞的体积不断增大 C. 胚胎分割通常在桑葚胚或囊胚阶段进行 D. 囊胚期已分化形成内、中、外三个胚层 9. 如图表示精卵相遇示意图。仔细读图，回答下列问题。 （1）刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在 发生相应的生理变化，这一生理现象称为 。 （2）精子与卵子相遇，为接触细胞膜的两种变化是__________ _，当精子触及卵细胞膜的瞬间，发生的变化结构是 ，变化的目的是_ 。 （3）精子入卵后，形成一个比原来精子核还大的核即___________。 （4）合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。发育到___________时期前，每个细胞都具有全能性；发育到囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为___________将来发育为 。 10. 我国全面放开二孩政策已正式实施。一些高龄产妇希望通过试管婴儿技术圆二胎梦。请回答以下相关问题： （1）由于女性的自然周期产生的卵子太少，在取卵前通常需要注射促性腺激素，而不通过服用雌激素来直接促进更多的卵泡发育，原因是______________。 （2）在体外受精前，医生借助超声波探测仪等工具用吸卵针从某女士卵巢中吸取卵母细胞；随后将取出的卵母细胞置于与_____________中相似的环境，让它进一步发育成熟。当医生通过仪器观察到卵细胞膜和透明带的间隙有__________时，表明卵子完成受精。 （3）受精形成后开始进行卵裂，细胞分裂方式为 ，在这个过程中，胚胎的总体积和每个细胞的机体变化情况是 ，细胞内的遗传物质的量 。 （4）若做试管婴儿的夫妇中，妻子患有线粒体疾病（线粒体DNA缺陷），丈夫正常，则子女患病情况为__________。若要获得健康的孩子，可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿”（医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育）。“三亲婴儿”的获得过程，除运用动物细胞核移植技术外，还要运用胚胎工程的技术手段，其中_____________技术是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。 1. C 解析：本题考查卵子的形成以及早期胚胎的发育，难度中等。由题意可知卵原细胞形成卵子需要促性腺激素和精子诱导，所以次级卵母细胞形成需要激素调节，A、B正确；由题图可知Ⅱ染色体数是2N，Ⅲ染色体数是N，Ⅳ分裂后期染色体数是4N，所以它们染色体数目不同，C错误；培养转基因动物时一般选取受精卵作为受体细胞，D正确。 2. A 解析：本题考查哺乳动物的受精与胚胎发育，难度中等。同种动物精子、卵细胞表面存在的特异性受体蛋白，决定了只有同种动物的精卵细胞才能结合，A正确；受精卵随着分裂的进行，其细胞的体积在逐渐变小，囊胚期的细胞开始出现分化，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，不具有发育的全能性，B、C错误；囊胚可继续分化为具有三个胚层的原肠胚，D错误。 3. B 解析：本题考查囊胚期的特点，难度中等。图中①代表透明带，②代表滋养层，③代表内细胞团，A正确；②为滋养层，将来发育成胎盘和胎膜，③为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，B错误；高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示囊胚时期，终止于生命结束，C正确；该胚胎进一步发育，①透明带会破裂，进行“孵化”过程，D正确。 4. B 解析：本题考查细胞核移植和早期胚胎发育，难度中等。卵裂期细胞数量增加但胚胎总体积并不明显增加，甚至略微减小，A错误；兔子卵细胞质中含有激发大熊猫细胞核的全能性的物质，作用是激发大熊猫细胞核的全能性，B正确；胚胎发育过程中，到囊胚期就出现细胞分化，C错误；早期胚胎的细胞是由同一细胞经有丝分裂而来的，所以遗传物质相同，D错误。 5. B 解析：本题考查受精过程，难度中等。图中X是第二道屏障是卵细胞膜反应，Y指卵子的减数第二次分裂，形成雌原核，A正确；精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应，这是第一道屏障，而X是第二道屏障，B错误；精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合，C正确；雌、雄原核充分发育后相向移动，二者体积缩小、合并，形成受精卵，D正确。 6. B 解析：本题考查精卵发生和受精过程，难度中等。精子变形中，细胞核形成精子头的主要部分，高尔基体发育称为头部的顶体，中心体演变成精子的尾，A错误；卵子的发生是在卵巢内完成的，其中卵泡在胎儿期形成，排卵从初情期开始，B正确；获能后的精子与卵子相遇后，顶体释放顶体酶，穿过放射冠进入透明带，C错误；在受精作用过程中，体现受精实质的是同类生物的精、卵细胞核的融合过程，D错误。 7. D 解析：本题考查囊胚和桑葚胚的特点，难度中等。桑葚胚时期各细胞是有丝分裂而来，且分化程度低（或未分化），各细胞结构功能基本相同，A正确；桑葚胚细胞未出现细胞分化，遗传物质未发生改变，B正确；囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是复制水平上的差异，遗传物质相同，蛋白质种类有差异，因此是转录水平上的差异引起，C正确；、囊胚期细胞开始低程度的分化，原因是基因的选择性表达，遗传物质未改变，D错误。 8. C 解析：本题考查动物个体发育的过程，难度中等。囊胚期有孵化现象，孵化是指囊胚从透明带出来，进入母体子宫内，并植入子宫内膜的过程，所以①不全在透明带内发育，A错误；受精卵到囊胚形成的过程中，主要发生了卵裂，卵裂过程中，每个细胞的体积不断缩小，细胞的总体积基本不变或略有缩小，B错误；胚胎分割通常在桑葚胚或囊胚时期进行，C正确；原肠胚期已分化形成内、中、外三个胚层，D错误。 9.（1）雌性动物的生殖道 精子获能 （2）分泌多种酶并借助自身的运动 ① 阻止后来的精子进入透明带 　 （3）雄原核　 桑葚胚　 内细胞团 胎儿的各种组织 解析：本题考查精卵细胞的结合以及早期胚胎发育，难度中等。 （1）精子排出后不能直接与卵细胞结合，需要在雌性的生殖道内完成精子获能，才能进行受精。 （2）精子与卵子相遇，精子释放多种酶溶解①透明带并借助自身的运动接触卵细胞膜，当精子触及卵黄膜的瞬间，透明带会发生相应的生理反应，阻止后来精子进入透明带，防止多精入卵的现象。 （3）精子入卵后，形成一个新的比原来精子核还大的核即雄原核。 （4）发育到桑葚胚前，每个细胞都具有全能性；发育到囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞团，细胞团将来发育成胎儿的各种组织。 10.（1）过量的雌激素会通过负反馈调节影响卵巢的发育 （2）输卵管 两个极体 （3）有丝分裂 胚胎总体积基本不变但每个细胞的体积变小 不变 （4）全患病 胚胎移植 解析：本题考查精卵细胞的结合以及早期胚胎发育，难度中等。 （1）过量的雌激素会通过负反馈调节影响卵巢的发育，因此当女性的自然周期产生的卵子太少时，在取卵前通常需要注射促性腺激素，而不通过服用雌激素来直接促进更多的卵泡发育。 （2）受精的场所是输卵管。因此从某女士卵巢中吸取卵母细胞后，将取出的卵母细胞置于与输卵管中相似的环境，让它进一步发育成熟。当观察到卵细胞膜和透明带的间隙有两个极体时，表明卵子完成受精。 （3）受精卵进行细胞分裂的方式是有丝分裂，在卵裂期胚胎总体积基本不变，但是因细胞分裂细胞的数目在增加，单个细胞的体积变小，每个细胞内的遗传物质的量不变。 （4）细胞质基因具有母系遗传的特点。若做试管婴儿的夫妇中，妻子患有线粒体疾病（线粒体DNA缺陷），丈夫正常，则子女全患病。“三亲婴儿”的获得过程，除运用动物细胞核移植技术外，还要运用胚胎工程的技术手段，其中胚胎移植技术是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。 胚胎工程技术以及应用 胚胎工程技术包含的内容很丰富，目前在医学和生产上应用较多的是体外受精、胚胎移植和胚胎分割等，借此技术挖掘动物的繁殖潜力。 一、体外受精 1. 体外受精是通过人工操作在体外使卵子完成受精。 2. 应用：试管动物的培育过程中首先用到的就是体外受精，然后将受精卵培育成早期胚胎，在进行胚胎移植，产生新个体。 3. 体外受精的步骤 （1）卵母细胞的采集和培养 从卵巢中采集的卵母细胞发育程度不一，需在体外进行成熟培养，发育到减数第二次分裂中期（MII期）才具有受精能力。 （2）精子的采集和获能 采集新鲜的精液或使用解冻的精液，对其进行离心处理，目的是分离精子和精清，然后使用特定的方法使精子获能。 （3）受精过程 将培养成熟的卵细胞和获能的精子置于适当的培养液中共同培养一段时间，促使他们完成受精，从而获得受精卵。 4. 意义 体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎，该技术已经在多种动物中取得成功，特别是人和牛的体外受精技术已经达到国际先进水平。 二、胚胎移植 1. 概念 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。其中提供胚胎的个体为供体，接受胚胎的个体为受体。其中使用的胚胎还可以是来自转基因技术、核移植技术的早期胚胎，早期胚胎必须移植给受体才能获得后代。 2. 胚胎移植的过程（以牛为例） （1）供、受体的选择和处理 供体应为遗传性状优良、生产能力强的优良母牛；受体母牛应具有健康的体质和正常的繁殖能力。 采用特定的激素对供、受体母牛进行同期发情处理，使两者的生理状态相同，这样才能使供体胚胎移入受体后有相同或相似的条件。对供体母牛进行超数排卵处理，即应用外源促性腺激素诱发供体母牛卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子，受精后可得到多个胚胎。 （2）配种或人工授精 利用优良公牛在优良母牛发情期进行配种或人工授精。 （3）胚胎的收集、检查、培养或保存 一定时间后，从供体母牛中收集胚胎，其生理基础是：早期胚胎存在于输卵管中，没有与母体建立联系，而是出于游离状态。然后收集的胚胎进行检查和培养，处于桑葚胚或囊胚的就可以进行胚胎移植，移植的受体母牛应与供体母牛的生理状态相似，才能接受胚胎并与母体建立联系。 也可以将收集的胚胎进行冷冻保存，以便日后再次进行胚胎移植。 （4）胚胎移植 将适宜时期的早期胚胎移到生理状态相同的受体母牛的子宫内。受体母牛对移植到子宫的早期胚胎不发生排斥，为胚胎在受体内的存活提供了可能。 （5）对受体进行妊娠检查，在适宜的培养条件下，一定时间后即可得到经胚胎移植的犊牛。受体母牛可以进行正常的繁殖，也可以两三个月后进行另一次移植。 问题探讨：胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持一致？ 提示：与供体保持一致，受体只是提供胚胎发育的场所，其遗传特性在发育过程中不受影响。 3. 胚胎移植的优势 （1）充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，促进了我国畜牧业的发展。主要体现在：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崽任务有受体取代，大大缩短了供体本身的繁殖周期；对供体进行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代。 （2）胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 三、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。 2. 特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 3. 方法：胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，在盛有操作液的培养皿中，在显微镜下用分割针或分割刀分割。 注意：在分割囊胚阶段的胚胎时，要将内细胞团均等分割。 分割后的胚胎可以直接移植给受体，或体外培养后在移植给受体。还可以用分割针取滋养层的部分细胞，可做DNA分析以鉴定性别，然后将已知性别的胚胎移入受体内。例如：要从培育的奶牛的乳汁中提取某种成分，那么移植的胚胎就必须是雌性的。 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的意义。 5. 存在的问题 经胚胎分割技术获得动物存在一些问题，如刚出生的动物体重偏低、毛色和斑纹可能存在差异等。实践证明，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，这成为提高家畜胚胎利用率的手段之一。 例题1 下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（ ） A. 移植的胚胎和受体的子宫需要建立遗传联系 B. 胚胎移植的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力 C. 胚胎移植的实质是早期胚胎在相同的生理环境条件下空间位置的转移 D. 胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎进行切割和移植获得异卵多胎的技术 答案：C 解析：本题主要考查胚胎移植的过程、意义、胚胎分割的应用，难度中等。胚胎移植时，供体的胚胎和受体子宫不需要建立遗传联系，A错误；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，B错误；胚胎移植的实质是早期胚胎在相同的生理环境条件下空间位置的转移，C正确；胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎进行切割和移植获得同卵双胎或多胎的技术，D错误。 例题2 羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，其维生素及微量元素含量明显高于牛奶，并且长期饮用羊奶不会引起发胖。欲利用胚胎工程技术加快高产奶的萨能山羊的繁殖，下列说法正确的是（ ） A. 为使萨能母羊超数排卵，可在其饲料中添加适量的促性腺激素 B. 卵裂期的细胞数量增加，但细胞的体积和细胞内有机物的种类会减少 C. 为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术 D. 生产上可选用原肠胚细胞进行性别鉴定 答案：C 解析：本题主要考查胚胎工程的应用，难度中等。促性腺激素的本质是多肽，如果饲喂会被消化道中的消化酶分解，所以不能饲喂，A错误；卵裂期细胞内的有机物种类会增加，B错误；为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术，C正确；性别鉴定是在囊胚期利用滋养层细胞作性别鉴定，D错误。 例题3 近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，如图为经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。下列说法正确的是（ ） A. 体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取，但在受精前要对精子进行获能处理 B. 受体母牛必须和供体牛属于同一物种，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 C. 胚胎分割时只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份 D. 进行胚胎分割时，应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作 答案：B 解析：本题主要考查体外受精和胚胎移植、胚胎分割的知识，难度中等。卵巢中获取的卵细胞必需在体外进行培养到减数第二次分裂中期，才能与获能精子受精得到受精卵，A错误；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能，B正确；不同阶段的胚胎进行胚胎分割时，可采用的方法有一定的差别，若胚胎处于卵裂期可以采用酶解法或机械法，若囊胚则只能运用机械法分割，现在二等分的成活率较高，分成的份数越多成活率越低，C错误；进行胚胎分割时，应选择发育到良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行操作，D错误。 （答题时间：分钟） 1. 下列关于利用胚胎工程培育优质奶牛的叙述，正确的是（ ） A. 从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内 B. 在体外完成受精后的受精卵，将其植入子宫即可完成着床 C. 随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积和有机物总量显著增加 D. 在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中，胚胎干细胞不易发生分化 2. 荷斯坦奶牛属于单胎动物，具有产乳量大乳汁好等优点，育种工作者想通过胚胎工程技术对其进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是（ ） A. 给供体母牛注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子 B. 培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质 C. 当受体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代 D. 奶牛的胚胎形成后一直处于游离状态，这为胚胎收集提供了可能 3. 下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，错误的是（ ） A. 采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎，可以看作动物的无性繁殖 B. 细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行 C. 胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性能 D. 试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 4. 获得更多的高产良种奶牛对畜牧业有十分重要的意义，下列叙述正确的是（ ） A. 运用胚胎移植技术，受体牛必须是良种奶牛 B. 对牛胚胎性别鉴定应取内细胞团的细胞进行DNA分析鉴定 C. 利用体外受精或人工授精技术都可以获得理想的牛胚胎 D. 用核移植技术产生的后代与供体遗传物质完全相同 5. 下图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。相关叙述错误的是（ ） A. 过程①注射相关激素，使供、受体同期发情 B. 过程②注射促性腺激素，达到超数排卵的目的 C. 过程③主要涉及人工授精和从卵巢中抽取胚胎 D. 过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎 6. 下面是科学家设计的快速繁殖良种肉牛的两种方法，下列叙述错误的是（ ） A. 在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到胚胎移植技术 B. 为了获得更多的卵细胞需要用促性腺激素处理良种母牛B C. 良种母牛B与良种公牛C杂交后代的遗传信息与克隆牛G的相同 D. 试管牛的培育是有性生殖过程，克隆牛的培育属于无性生殖过程 7. 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊，利用胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图。下列叙述错误的是（ ） A. 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处理 B. 从卵巢中采集的卵母细胞，不可直接与获能的精子进行体外受精 C. 为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂 D. 为了进一步扩大繁殖规模，可利用胚胎分割技术获得同卵双胎 8. 动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c 表示现代工程技术，①、②、③分别表示其对应的结果，请据图回答下面说法正确的是（ ） A. 若a是胚胎分割技术，则产生的①中，所有个体的基因型和表现型一定相同 B. 若b是体外受精技术，则形成②的过程属于克隆。 C. 若c是核移植技术，则形成③的过程体现了动物体细胞也具有全能性 D. ①②③生产过程中的代孕母必须与供体母畜同期发情 9. 某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。 （1）拟进行杂交：♂A（具高产奶基因的纯种）×♀B（具适宜本地生长基因的纯种）→C 选择 B 作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常_____。若 C 中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是_____性状。为获得产奶量高 且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是_________，后代中出现这 种母牛的概率是_____（假设两对基因分别位于不同对常染色体上）。 （2）用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。 精子要具有受精能力，需对其进行_____处理；卵子的成熟在过程_____（填标号）中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是_____。为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的_____。子代母牛的优良性状与过程_____（填标号）的基因重组有关。 10. 下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。 （1）A细胞是次级卵母细胞，在进行体外受精前要对精子进行_____________处理。 （2）进行胚胎分割时，应选择发育到_________时期的胚胎进行操作。 （3）通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是______________。 （4）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免_____。 （5）移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______________。 1. D 解析：本题考查胚胎工程的应用，难度中等。从雄性奶牛中采集到的成熟精子需要进行获能处理才能受精，A错误；在体外完成受精后的受精卵，需要进行早期胚胎培养，才能将其植入子宫，B错误；随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积基本不变或略有减小，有机物总量减少，C错误；在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中，由于胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，所以胚胎干细胞不易发生分化，D正确。 2. A 解析：本题考查胚胎工程的应用，难度中等。给供体母牛注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子，即超数排卵，A正确；维生素、激素不是能源物质，B错误；奶牛属于单胎动物，因此当受体数量有限时，无法通过胚胎分割技术获得更多的后代，C错误；奶牛的胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这为胚胎的收集提供了可能，D错误。 3. B 解析：本题考查动物细胞工程和胚胎工程，难度中等。采用胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎，可以看作动物的无性繁殖，A正确；细胞核移植主要在不同种动物之间进行，B错误；胚胎移植时，供体母畜需选择遗传性能和生产性能优秀的个体，C正确；试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，因此试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，D正确。 4. C 解析：本题考查胚胎工程的应用和特点，难度中等。运用胚胎移植技术获得高产良种奶牛，供体牛必须是良种奶牛，A错误；为了不影响胚胎的正常发育，对牛胚胎性别鉴定应取滋养层的细胞进行DNA分析鉴定，B错误；体外受精技术为胚胎生产提供了廉价而高效的手段，对充分利用优良品质资源、缩短家畜繁殖周期、加快品种改良速度等有重要价值；人工授精一般选择优良品种的公畜的精液进行受精作用，能有效地发挥公畜的优良特性，因此利用体外受精或人工授精技术都可以获得理想的牛胚胎，C正确；由于受体的去核卵细胞中也含有少量DNA，用核移植技术产生的后代与核供体遗传物质不完全相同，D错误。 5. C 解析：本题考查胚胎工程移植的过程，难度中等。图示为牛胚胎移植的流程，其中①表示同期发情处理；②表示超数排卵；③表示冲卵；④表示胚胎的收集、检查、培养。图中过程①表示供、受体同期发情处理，该过程需要注射促性腺激素，A正确；过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵，B正确；过程③主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎，C错误；过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎，D正确。 6. C 解析：本题考查试管牛、克隆牛的培育，难度中等。在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到动物细胞培育技术和胚胎移植技术，A正确；培育试管牛要对良种母牛进行超数排卵处理（使用促性腺激素），B正确；克隆牛G属于无性生殖，其主要遗传信息来自提供细胞核的个体，即公牛C，而良种母牛B与良种公牛C杂交后代的染色体一半来自母本，一半来自父本，C错误；试管牛的培育经过了精卵细胞的结合，属于有性生殖，克隆牛是无性生殖的结果，D正确。 7. C 解析：本题考查胚胎工程的应用，难度中等。用促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理，可达到超数排卵的目的，A正确；从卵巢是采集的卵细胞未发育成熟，要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精，B正确；同期发情的代孕绵羊对植入胚胎不产生排斥反应，故不需要注射免疫抑制剂，C错误；为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎，以便获得更多的后代，D正确。 8. D 解析：本题考查动物细胞工程，难度中等。由于使用胚胎分割技术，分割后的细胞团所发育的个体是有同一个受精卵分裂发育的，所以个体的基因型是相同的，但是表现型是有基因和环境共同决定的，所以尽管基因型相同，但外界的环境的差异会影响其表现型，使之不一定相同，A错误；体外受精是有性生殖，而克隆是无性生殖，B错误；核移植技术体现的是动物细胞核具有全能性，不是动物体细胞有全能性，C错误；图中过程均需进行胚胎移植，供受体母畜需要进行同期发情处理，D正确。 9.（1）生长发育或胚胎发育 隐性 ♂A×♀C 1/8 （2）获能 ③ 供能 性别、高产奶和适应生长的基因 ② 解析：本题考查遗传的基本定律、胚胎工程的应用，难度较大。 （1）选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常生长发育；♂A（具有产奶基因的纯种）×♀B（具适宜本地生长基因的纯种）→C表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是隐性性状；利用基因重组的原理，要获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，应选择♂A与♀C杂交，后代中出现产奶量高且适宜本地生长的母牛的概率为1/2×1/2×1/2=1/8。 （2）精子在受精前需进行获能处理，卵子的减Ⅱ分裂在受精作用（过程③）中才得以完成；体外培养胚胎时，需在培养液中提供葡萄糖等物质以保证充足的能量供应. 为筛选出具有良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的性别，以及是否具有高产奶和适应生长等良基因，子代母牛的良性状与过程②的基因重组有关。 10.（1）获能 （2）桑葚胚或囊胚 （3）具有相同的遗传物质 （4）影响胚胎的恢复和进一步发育 （5）受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 解析：本题考查体外受精和胚胎移植技术，难度中等。 （1）A细胞是次级卵母细胞，在进行体外受精前要对精子进行获能处理，精子获能后才能完成受精。 （2）桑葚胚或囊胚时期的细胞具有发育的全能性，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时期的胚胎进行操作。 （3）同一受精卵经有丝分裂产生的胚胎细胞具有相同的遗传物质，所以通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状。 （4）在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为防止胚胎分割影响胚胎的恢复和进一步发育，应注意胚胎分割要将内细胞团均等分割。 （5）移植后的胚胎在同种生物的受体子宫中不会被免疫排斥，这是胚胎移植存活的生理基础。 学科网（北京）股份有限公司 $