YOURLOGO第四十二講

胚胎工程1.簡述哺乳動物的精子和卵子的發(fā)生及受精過程。2.簡述哺乳動物的胚胎發(fā)育過程及主要特點。3.認(rèn)同胚胎工程監(jiān)理及發(fā)展的意義。考點要求考題統(tǒng)計考情分析胚胎工程的理論基礎(chǔ)----本專題知識難度較高，要求基礎(chǔ)要扎實。考查學(xué)生對相關(guān)胚胎工程的整體性的認(rèn)識,或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力。胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用2023，江蘇、天津、廣東、浙江，選擇2022，江蘇、北京、，選擇2022，全國，填空2021，福建、遼寧、浙江，選擇胚胎工程的理論基礎(chǔ)胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用胚胎工程的理論基礎(chǔ)考點一1.胚胎工程概念的理解一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)【考點講解】獲能原核2.受精一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)【考點講解】步驟主要過程生理反應(yīng)第一步精子釋放

溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu)(如透明帶等)，接觸

膜

反應(yīng)：防止后來的精子進(jìn)入

，是防止多精入卵受精的第一道屏障第二步精子入卵，

脫落

反應(yīng)：拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，是防止多精入卵受精的第二道屏障第三步精子核膜破裂后形成新核，卵子被激活完成減數(shù)分裂Ⅱ，排出_________形成

：受精的標(biāo)志第四步雌、雄原核充分發(fā)育，相向移動，彼此靠近，核膜_____形成合子(受精卵)：個體發(fā)育的起點多種酶卵細(xì)胞透明帶透明帶總結(jié)：受精階段的主要過程及生理反應(yīng)尾部卵細(xì)胞膜第二極體雄原核和雌原核消失（1）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。（2）不同動物排出的卵子成熟程度不同,有的可能是初級卵母細(xì)胞,如馬、犬等;有的可能是次級卵母細(xì)胞,如豬、羊等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,當(dāng)達(dá)到MⅡ期時,才具備與精子受精的能力。

教材隱性知識：源于選擇性必修3P56“相關(guān)信息”：使精子獲能的方法有直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能；將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能等。獲能液的成分因動物種類不同而有所差異，常見的有效成分有

、

等。肝素Ca2＋載體3.胚胎早期發(fā)育卵裂的特點：細(xì)胞總體積

，每個細(xì)胞的體積

；DNA總數(shù)

，每個細(xì)胞的DNA數(shù)

，有機物總量

，有機物種類

?；静蛔冊黾硬蛔儨p少增加減少一.胚胎工程的理論基礎(chǔ)【考點講解】

教材隱性知識：源于選擇性必修3P59“思考·討論”：將體外培養(yǎng)的胚胎移植到子宮時，應(yīng)選擇至少發(fā)育到什么階段的胚胎：小鼠：

；綿羊：16細(xì)胞；豬：4～6細(xì)胞；馬：

；牛：

。桑葚胚囊胚8～16細(xì)胞科研人員利用下圖所示的流程,將小鼠多能干細(xì)胞(PSC)誘導(dǎo)成為精子,并使其成功與卵細(xì)胞受精,得到正常后代,這項研究為由男性無精癥導(dǎo)致的不孕不育患者帶來了希望。下列分析不合理的是(

)A.PSC誘導(dǎo)形成精子的過程中,會發(fā)生細(xì)胞染色體數(shù)目的變化B.步驟④只能加入一個分化出的精子,以避免多個精子和卵細(xì)胞融合C.步驟⑤受精卵在體外培養(yǎng)時需提供95%空氣和5%CO2的混合氣體環(huán)境D.上述流程利用了動物細(xì)胞培養(yǎng)、體外受精和胚胎移植等生物技術(shù)答案:B解析:小鼠多能干細(xì)胞(PC)誘導(dǎo)成為精子,并成功與卵細(xì)胞受精,得到正常后代(染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同),誘導(dǎo)形成精子的過程中,會發(fā)生減數(shù)分裂,會發(fā)生細(xì)胞染色體數(shù)目的減半,A項合理;為保證受精的成功,步驟④可加入多個分化出的精子,卵細(xì)胞受精后會發(fā)生相應(yīng)的變化避免多精入卵,B項不合理;動物細(xì)胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境,即95%空氣和5%的CO2的混合氣體環(huán)境,C項合理;上述流程利用了動物細(xì)胞培養(yǎng)、體外受精和胚胎移植等生物技術(shù),D項合理。胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(1)過程1.體外受精二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】(1)過程1.體外受精二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】(2)意義①提高

的有效措施。②為

提供可用的胚胎。動物繁殖能力胚胎移植1.體外受精二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】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)一段時間后需移植到母體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。(1)概念轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精同種的、生理狀態(tài)相同遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強健康的體質(zhì)和正常繁殖能力2.胚胎移植二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】(2)過程同期發(fā)情超數(shù)排卵人工授精妊娠2.胚胎移植二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】根據(jù)上圖思考回答以下問題：①為什么應(yīng)對供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理？使它們的生理條件達(dá)到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相似的生理環(huán)境。②在牛的胚胎移植過程中有兩次使用激素、兩次檢查，其目的分別是什么？第一次用孕激素對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理，第二次用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵。第一次是對收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，第二次是對受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。(2)過程2.胚胎移植二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】③胚胎移植的優(yōu)勢是什么？可以發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。(2)過程2.胚胎移植二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】（1）超數(shù)排卵使用的激素是

。（2）用于胚胎移植的早期胚胎是

。（3）良種牛的后代的遺傳特性是由

牛決定的。（4）胚胎工程的最后一道“工序”是

。（5）胚胎移植的方法有

和

。（6）沖卵

。且胚胎分割的次數(shù)不宜過多;但一次給受體動物

，可增加雙胞胎和多胞胎的比例供體公牛和供體母

胚胎移植手術(shù)法非手術(shù)法把供體子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來植入多個胚胎促性腺激素桑椹胚或囊胚教材隱性知識：(1)源于選擇性必修3P62“相關(guān)信息”：超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源___________，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。促性腺激素

教材隱性知識：(2)源于選擇性必修3P62“思考·討論”：胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)同種動物生理變化游離免疫排斥遺傳特性(1)概念：采用機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

或

的技術(shù)。(2)儀器設(shè)備：體視顯微鏡和

。(3)材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的

。若分割囊胚階段的胚胎時，要

。(4)意義：促進(jìn)

的繁殖，產(chǎn)生的遺傳性狀

的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料；胚胎移植前進(jìn)行

、

等，對于人工控制

、動物繁育健康后代具有重要意義。同卵雙胎多胎顯微操作儀桑葚胚或囊胚將內(nèi)細(xì)胞團均等分割優(yōu)良動物品種相同性別鑒定遺傳病篩查動物性別3.胚胎分割二.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用【考點講解】下圖為哺乳動物胚胎分割和性別鑒定示意圖。(1)上圖①過程分割出的少量胚體細(xì)胞常用來做什么？常用來做DNA分析，鑒定性別。(2)上圖②過程得到的兩個a經(jīng)過胚胎移植產(chǎn)生后代的生殖方式是有性生殖嗎？不是，來自同一胚胎分割產(chǎn)生的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割移植可以看作動物無性繁殖或克隆的方法之一。（3）若要對囊胚期的早期胚胎進(jìn)行性別鑒定，可取該時期的

細(xì)胞，分子水平的檢測利用的是

技術(shù)，若出現(xiàn)陽性反應(yīng)者，則胚胎為

性（填性別）；細(xì)胞水平的檢測是

。（4）通過早期胚胎培養(yǎng)處于桑椹胚或囊胚階段的胚胎，可以采用

技術(shù)，培育得到多頭相同性狀的個體（5）生殖方式：克隆動物為

，試管動物技術(shù)為

,胚胎分割為

。滋養(yǎng)層DNA分子雜交雄用顯微鏡觀察染色體的形態(tài)和數(shù)目胚胎分割和胚胎移植無性生殖有性生殖無性生殖近三年（2021-2023）真題：勤學(xué)如春起之苗，不見其長日有多增1（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）根據(jù)下圖，正確的是（

）A．子代動物遺傳性狀和受體動物完全一致B．過程1需要MII期去核卵母細(xì)胞C．過程2可以大幅改良動物性狀D．過程2為過程3提供了量產(chǎn)方式，過程3為過程1、2提供了改良性狀的方式【答案】D【分析】動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個胚胎最終發(fā)育為動物?！驹斀狻緼、子代動物的遺傳性狀與供體基本一致，但與受體無關(guān)，A錯誤；B、核移植過程中需要處于MII中期的去核卵母細(xì)胞，而過程1是培育試管動物，需要培育到適宜時期（桑葚胚或囊胚等時期）進(jìn)行胚胎移植，B錯誤；C、過程2得到的是克隆動物，是無性生殖的一種，不能大幅改良動物性狀，C錯誤；D、過程2克隆技術(shù)可得到大量同種個體，為過程3提供了量產(chǎn)方式；過程3是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，轉(zhuǎn)基因可導(dǎo)入外源優(yōu)良基因，為過程1、2提供了改良性狀的方式，D正確。故選D。2.（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）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)【答案】C【詳解】由題干信息可知，該過程通過體外受精獲得胚胎，再通過胚胎移植，使長角羚羊成功妊娠并產(chǎn)仔，因此需要進(jìn)行超數(shù)排卵、精子獲能處理，并對獲得的受精卵進(jìn)行胚胎培養(yǎng)；由于該過程為有性生殖，因此不需要涉及細(xì)胞核移植，所以C正確、ABD錯誤。故選C。3.（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）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．胚胎移植前需對受體進(jìn)行選擇和處理【答案】C【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①對供、受體的選擇和處理（選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體，用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理）；②配種或人工授精；③對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存（對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，此時的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段）；④對胚胎進(jìn)行移植；⑤移植后的檢查。【詳解】A、精子需要經(jīng)過獲能處理才具有受精能力，A正確；B、受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)可獲得早期胚胎，B正確；C、胚胎分割可以獲得多個胚胎，分割次數(shù)越多，分割后胚胎成活的概率越小，C錯誤；D、胚胎移植前，需選擇健康體質(zhì)和正常繁殖能力的受體且進(jìn)行同期發(fā)情處理，D正確。故選C。4.（2022·江蘇·統(tǒng)考高考真題）下列關(guān)于動物細(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．哺乳動物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營養(yǎng)物質(zhì)C．克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動物細(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【答案】C【分析】哺乳動物的體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等幾個主要步驟。胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎