第50講胚胎工程【課標(biāo)要求】1.簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程。2.簡(jiǎn)述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)。考點(diǎn)一胚胎工程的理論基礎(chǔ)1．胚胎工程2．受精（1）概念：結(jié)合形成合子（即受精卵）的過程。（2）場(chǎng)所：在自然條件下，哺乳動(dòng)物的受精在內(nèi)完成。（3）階段。①受精前的準(zhǔn)備階段。[易錯(cuò)提醒]精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量；排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。不同動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，如馬、犬等；有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，如豬、羊等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，到MⅡ期時(shí)，才具備與精子受精的能力。②受精階段。[易錯(cuò)提醒]卵子減數(shù)分裂Ⅱ是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的；減數(shù)分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期細(xì)胞分裂都是在雌性動(dòng)物的輸卵管中進(jìn)行的。3．胚胎早期發(fā)育[答案自填]1.受精卵體外受精細(xì)胞受精2.（1）精子與卵子（2）輸卵管（3）①生殖道受精能力MⅡ期②原核3.受精卵桑葚胚滋養(yǎng)層囊胚腔內(nèi)細(xì)胞團(tuán)考向1體內(nèi)受精過程1．（2024·茂名高三調(diào)研）下圖表示精子入卵后，發(fā)生（或引起的）一系列變化形成受精卵的過程，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.圖中X指卵細(xì)胞膜反應(yīng)，Y指卵子的減數(shù)分裂ⅡB．經(jīng)圖中Y過程只形成了雌原核C．精子入卵主要指精子的頭部外膜與卵細(xì)胞膜融合D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶體的作用下自溶解析：選B。經(jīng)題圖中Y過程，除形成雌原核外，還形成極體，B項(xiàng)錯(cuò)誤?？枷?胚胎發(fā)育過程2．（2024·山東煙臺(tái)模擬）下圖為受精作用及早期胚胎發(fā)育示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．①過程需依賴細(xì)胞表面糖蛋白識(shí)別B．②過程通過有絲分裂方式增殖C．③過程細(xì)胞的核質(zhì)比逐漸變小D．④過程細(xì)胞的基因表達(dá)發(fā)生了差異解析：選C。①為受精過程，該過程需要依賴細(xì)胞表面糖蛋白識(shí)別，A項(xiàng)正確；②為卵裂過程，該過程通過有絲分裂方式增殖，B項(xiàng)正確；細(xì)胞卵裂過程中，單個(gè)細(xì)胞體積減小，但核物質(zhì)（DNA）不變，因此核質(zhì)比增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；④過程中發(fā)生細(xì)胞分化，而細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，D項(xiàng)正確。3.高等哺乳動(dòng)物受精后不久，受精卵開始進(jìn)行細(xì)胞分裂。經(jīng)桑葚胚、囊胚、原腸胚和組織器官的分化，最后發(fā)育成一個(gè)完整的幼體。如圖是胚胎發(fā)育過程中某階段示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．此時(shí)期之后的時(shí)期，表層細(xì)胞將發(fā)育為外胚層，向內(nèi)遷移的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，細(xì)胞增多，發(fā)生孵化過程B．進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇該時(shí)期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割C．①②依次為滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)D．高等哺乳動(dòng)物細(xì)胞分化開始于囊胚期，終止于生命結(jié)束解析：選A。囊胚孵化后，再進(jìn)一步發(fā)育，②內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表層的細(xì)胞形成外胚層，向內(nèi)遷移的細(xì)胞形成內(nèi)胚層，這時(shí)的胚胎稱為原腸胚，A項(xiàng)錯(cuò)誤；進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚進(jìn)行操作，選擇囊胚期進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)對(duì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割，B項(xiàng)正確；根據(jù)題圖分析可知，①②依次為滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，C項(xiàng)正確；高等哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分化開始于胚胎發(fā)育中的囊胚期，終止于生命結(jié)束，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用[學(xué)生用書P348]1．胚胎工程技術(shù)目前在醫(yī)學(xué)和生產(chǎn)上應(yīng)用較多的是______________________________________________________________________________等。2．體外受精（1）體外受精技術(shù)：主要包括卵母細(xì)胞的采集、和等步驟。[易錯(cuò)提醒]一般情況下，可以將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子置于適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時(shí)間，來(lái)促使它們完成受精。（2）體外受精過程。（3）體外受精的意義：體外受精技術(shù)是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施，還可以為胚胎移植提供可用的。[易錯(cuò)提醒]體外受精技術(shù)并非胚胎自始至終都在體外發(fā)育，而是胚胎發(fā)育的初期在培養(yǎng)皿或試管中，培養(yǎng)一段時(shí)間后需移植到母體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。3．胚胎移植（1）對(duì)象：通過體外受精及其他方式得到的。（2）條件：、相同的其他雌性動(dòng)物。（3）供體：在胚胎移植中的個(gè)體。（4）受體：在胚胎移植中的個(gè)體。（5）基本程序。（6）意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的，大大縮短了周期，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。[易錯(cuò)提醒]胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變，因此各種性狀保持不變。4．胚胎分割（1）概念：指采用機(jī)械方法將切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得的技術(shù)。（2）主要儀器設(shè)備：和顯微操作儀。（3）繁殖方式：生殖。（4）特點(diǎn)：后代相同。（5）操作程序。①選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的或，移入盛有的培養(yǎng)皿中。②用分割針或分割刀分割。在分割囊胚階段的胚胎時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。③對(duì)于不同發(fā)育階段的胚胎，分割的具體操作不完全相同。分割后的胚胎可以直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體。④還可用分割針分割，做DNA分析，鑒定性別。[答案自填]1.體外受精、胚胎移植和胚胎分割2.（1）精子的獲取受精（2）卵母MⅡ期精子獲能（3）胚胎3.（1）胚胎（2）同種的生理狀態(tài)（3）提供胚胎（4）接受胚胎（5）同期發(fā)情超數(shù)排卵人工授精（6）繁殖潛力供體本身的繁殖4.（1）早期胚胎同卵雙胎或多胎（2）體視顯微鏡（3）無(wú)性（4）遺傳性狀（5）①桑葚胚囊胚操作液④滋養(yǎng)層考向1體外受精和胚胎移植1．（2023·廣東選擇考）科學(xué)家采用體外受精技術(shù)獲得紫羚羊胚胎，并將其移植到長(zhǎng)角羚羊體內(nèi)，使后者成功妊娠并產(chǎn)仔。該工作有助于恢復(fù)瀕危紫羚羊的種群數(shù)量。此過程不涉及的操作是（）A．超數(shù)排卵 B．精子獲能處理C．細(xì)胞核移植 D．胚胎培養(yǎng)解析：選C。試管動(dòng)物的培育過程主要包括精子的采集與體外獲能處理；卵子采集（為獲得更多卵子進(jìn)行超數(shù)排卵處理）與成熟培養(yǎng)；卵子與精子的體外受精；胚胎的早期培養(yǎng)；待胚胎生長(zhǎng)到一定階段后，進(jìn)行胚胎移植。2．（2023·廣東六校三聯(lián)）精子載體法是以精子作為外源基因載體攜帶外源基因進(jìn)入卵細(xì)胞，下圖表示用該方法制備轉(zhuǎn)基因鼠的基本流程。下列敘述正確的是（）A．①過程需將成熟的精子放入ATP溶液中進(jìn)行獲能處理B．②采用體外受精技術(shù)，受精卵中的遺傳物質(zhì)不都來(lái)自父母雙方C．③過程的早期胚胎需要發(fā)育到桑葚胚或原腸胚才能進(jìn)行胚胎移植D.④過程進(jìn)行胚胎移植前需要對(duì)供體和受體進(jìn)行免疫檢查解析：選B。題圖中①是篩選獲得導(dǎo)入外源基因的精子的過程，②是體外受精過程，③是體外胚胎培養(yǎng)過程，④是胚胎移植過程，體外受精時(shí)，精子需進(jìn)行獲能處理，獲能液的有效成分有肝素、Ca2＋載體等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，體外受精形成的受精卵中的遺傳物質(zhì)來(lái)自父母雙方和外源基因，B項(xiàng)正確；早期胚胎需發(fā)育到桑葚胚或囊胚階段進(jìn)行移植，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于受體子宮幾乎不對(duì)外來(lái)胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故進(jìn)行胚胎移植前不需要對(duì)供體和受體進(jìn)行免疫檢查，D項(xiàng)錯(cuò)誤?？枷?胚胎分割技術(shù)及其應(yīng)用3．（2024·廣州高三模擬）下圖為牛胚胎性別鑒定及胚胎分割示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．A是囊胚腔，乙過程是胚胎移植B．進(jìn)行胚胎分割時(shí)，要注意將滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割C．胚胎分割所需要的主要儀器設(shè)備為體視顯微鏡和顯微操作儀D．一般從結(jié)構(gòu)D中取樣分離出胚胎干細(xì)胞答案：B4．下圖是科學(xué)家通過不同方法培育優(yōu)良種牛的過程，其中①～⑤表示操作過程。請(qǐng)回答下列問題：（1）圖中①過程涉及的精子需進(jìn)行處理；防止多精入卵的兩道屏障為______________________。（2）圖中良種母牛的激素處理是注射促性腺激素，其目的是___________________________________________________。（3）圖中②過程所用的方法是。外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能發(fā)育成轉(zhuǎn)基因牛，而有的會(huì)死亡，請(qǐng)分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后導(dǎo)致受精卵死亡的最可能原因：___________________________________________________________________________________。（4）圖中b、c分別代表囊胚的_____________________________。（5）圖中④過程表示_____________________________，由一個(gè)囊胚經(jīng)④過程得到的B、C牛性別相同的概率為。答案：（1）獲能透明帶反應(yīng)、卵細(xì)胞膜反應(yīng)（2）促使其超數(shù)排卵（3）顯微注射法外源基因插入牛受精卵中的DNA上后導(dǎo)致受精卵內(nèi)生命活動(dòng)所必需的某些基因不能表達(dá)（合理即可）（4）囊胚腔、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（5）胚胎分割和胚胎移植100%高考真題體驗(yàn)[學(xué)生用書P350]1．（2023·浙江1月選考）在家畜優(yōu)良品種培育過程中常涉及胚胎工程的相關(guān)技術(shù)。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．經(jīng)獲能處理的精子才能用于體外受精B．受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)可獲得早期胚胎C．胚胎分割技術(shù)提高了移植胚胎的成活率D．胚胎移植前需對(duì)受體進(jìn)行選擇和處理解析：選C。精子獲能后才能進(jìn)行體外受精，A項(xiàng)正確；受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)后可以獲得早期胚胎，B項(xiàng)正確；胚胎分割可增加胚胎的數(shù)量，提高胚胎的利用率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；胚胎移植的受體需要與供體是同種的且處于相同的生理狀態(tài)，因此需要對(duì)受體進(jìn)行選擇和處理，D項(xiàng)正確。2．（2022·江蘇選擇考）下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞工程和胚胎工程的敘述，正確的是（）A．通常采用培養(yǎng)法或化學(xué)誘導(dǎo)法使精子獲得能量后進(jìn)行體外受精B．哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C．克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程D．將小鼠桑葚胚分割成2等份獲得同卵雙胎的過程屬于有性生殖解析：選C。在體外受精前，需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，通常體外獲能的方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法，但精子獲能是精子獲得與卵細(xì)胞受精的能力，不是獲得能量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)需要額外提供血清等一些天然成分，B項(xiàng)錯(cuò)誤；克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等過程，C項(xiàng)正確；胚胎分割是采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)，該過程屬于無(wú)性生殖，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．（2020·山東等級(jí)考）經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚，通過胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B．體外受精前要對(duì)小鼠的精子進(jìn)行獲能處理C．胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D．遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得解析：選C。為獲得更多卵子，需要用促性腺激素對(duì)雌性個(gè)體進(jìn)行超數(shù)排卵處理，A項(xiàng)正確；剛排出的精子不能與卵子受精，必須進(jìn)行獲能處理后才具備受精能力，B項(xiàng)正確；胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量，牛、羊等一般要培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚階段才進(jìn)行移植，小鼠等可在更早的階段移植，C項(xiàng)錯(cuò)誤；可通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞，D項(xiàng)正確。4．（2022·高考全國(guó)卷甲）某牧場(chǎng)引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊，為了在短時(shí)間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代，該牧場(chǎng)利用胚胎工程技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)操作?；卮鹣铝袉栴}。（1）為了實(shí)現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液，精液保存的方法是。在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，其原因是____________________________________________________；精子體外獲能可將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能，誘導(dǎo)精子獲能的藥物是（答出1點(diǎn)即可）。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時(shí)期的卵母細(xì)胞，因?yàn)槁涯讣?xì)胞達(dá)到時(shí)才具備與精子受精的能力。（2）體外受精獲得的受精卵發(fā)育成囊胚需要在特定的培養(yǎng)液中進(jìn)行，該培養(yǎng)液的成分除無(wú)機(jī)鹽、激素、血清外，還含有__________________________（答出3點(diǎn)即可）等營(yíng)養(yǎng)成分。將培養(yǎng)好的良種囊胚保存?zhèn)溆?。?）請(qǐng)以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧线M(jìn)行操作，以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是________________________________________________________________________。答案：（1）冷凍保存只有獲能的精子才能和培養(yǎng)成熟的卵子完成受精過程（合理即可）肝素、Ca2＋載體（答出1點(diǎn)即可）MⅡ期（2）有機(jī)鹽、維生素、氨基酸、核苷酸（答出3點(diǎn)即可）（3）用相關(guān)激素對(duì)非繁殖期受體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理→（將保存的囊胚進(jìn)行）胚胎移植課時(shí)跟蹤練[學(xué)生用書P75（單獨(dú)成冊(cè)）]一、選擇題1．（2024·汕頭高三模擬）杜泊羊以其生長(zhǎng)速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，被稱為“鉆石級(jí)”肉用綿羊?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用促性腺激素對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行處理，使其超數(shù)排卵B．從輸卵管沖取的卵母細(xì)胞需體外培養(yǎng)成熟，與獲能的精子進(jìn)行體外受精C．將受精卵由受精溶液轉(zhuǎn)入發(fā)育培養(yǎng)液培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力D．受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能答案：B2．“試管動(dòng)物”技術(shù)繁育的個(gè)體具有健康的體質(zhì)和重要的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值?！霸嚬軇?dòng)物”技術(shù)繁育的基本過程：良種母畜的卵母細(xì)胞＋良種公畜的精子→受精卵→早期胚胎→代孕母畜→試管動(dòng)物。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．通常選擇良種母畜處于減數(shù)分裂Ⅰ中期的卵母細(xì)胞更有利于進(jìn)行受精作用B．一般情況下，可以將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子置于適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時(shí)間，來(lái)促使它們完成受精C．早期胚胎培養(yǎng)需要依次經(jīng)歷卵裂期、桑葚胚、原腸胚階段D．代孕母畜可以是同物種的，也可以是不同物種的，需對(duì)其進(jìn)行同期發(fā)情處理答案：B3．我國(guó)科學(xué)家成功將小鼠的顆粒細(xì)胞（卵泡中卵母細(xì)胞周圍的細(xì)胞）轉(zhuǎn)化為具有生殖系轉(zhuǎn)移能力的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，進(jìn)而分化為GV卵母細(xì)胞，并通過正常減數(shù)分裂和受精獲得健康小鼠。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．過程①類似于再分化，其實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)B．過程②表示減數(shù)分裂，GV卵母細(xì)胞不具備受精能力C．過程③，受精后的X細(xì)胞會(huì)再釋放出一個(gè)極核D．上述過程中涉及的體外受精、早期胚胎培養(yǎng)屬于動(dòng)物細(xì)胞工程答案：B4．（2024·山東濰坊一模）斑馬魚和人類基因有著87%的相似性，每條雌魚每次排卵300枚左右，體外受精后胚胎發(fā)育同步性好，胚體透明且發(fā)育速度快，是科研上常用的模式脊椎動(dòng)物之一。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．用膠原蛋白酶處理斑馬魚胚胎的滋養(yǎng)層，可獲得大量胚胎干細(xì)胞B．利用斑馬魚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)論大多數(shù)情況下也適用于人類C．斑馬魚的透明胚胎有利于觀察藥物對(duì)其體內(nèi)器官發(fā)育的影響D．胚胎數(shù)量多、體外發(fā)育都是斑馬魚作為模式脊椎動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)解析：選A。囊胚期的細(xì)胞開始出現(xiàn)分化，其中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性，而滋養(yǎng)層細(xì)胞不具有全能性，故處理斑馬魚胚胎的滋養(yǎng)層，不能獲得大量胚胎干細(xì)胞，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題干“斑馬魚和人類基因有著87%的相似性”可知，利用斑馬魚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)論大多數(shù)情況下也適用于人類，B項(xiàng)正確；斑馬魚的胚胎透明，有利于觀察藥物對(duì)其體內(nèi)器官發(fā)育的影響，C項(xiàng)正確；胚胎數(shù)量多（便于生物學(xué)統(tǒng)計(jì)）、體外發(fā)育（便于觀察和操作）都是斑馬魚作為模式脊椎動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)，D項(xiàng)正確。5．（2024·惠州期末）下圖表示研究人員利用胚胎工程培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程，下列相關(guān)說法正確的是（）A．①代表體外受精，與體內(nèi)受精不同的是體外受精前精子需要獲能B．②代表體外胚胎培養(yǎng)，該過程中細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，無(wú)細(xì)胞分化C．③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，以免影響胚胎發(fā)育D．⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，與供體和受體的生理狀態(tài)有關(guān)解析：選D。①代