第35講胚胎工程【課標(biāo)要求】1.簡述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程。2.簡述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)。1.胚胎工程的概念理解(1)操作對象：____________、受精卵或____________細(xì)胞。(2)處理技術(shù)：如________、胚胎移植、________等技術(shù)。(3)目的：經(jīng)過處理后獲得的胚胎，移植到________動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，滿足人類的各種需求。(4)理論基礎(chǔ)：哺乳動物________和____________發(fā)育的規(guī)律。(5)實(shí)質(zhì)：在體外條件下，對動物____________和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作。生殖細(xì)胞

早期胚胎

體外受精

胚胎分割

雌性

受精

早期胚胎

自然受精

考點(diǎn)一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)2.受精概念及過程受精定義:階段:受精前的準(zhǔn)備階段受精階段:準(zhǔn)備階段Ⅰ:精子獲能準(zhǔn)備階段Ⅱ:卵子的準(zhǔn)備精子與卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。細(xì)胞膜的功能：進(jìn)行細(xì)胞間信息交流細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)：一定的流動性自然受精的場所：輸卵管體外受精的場所：適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液透明帶卵細(xì)胞膜核(紡錘體—染色體復(fù)合物)第一極體在

使精子獲能；培養(yǎng)在_______________中使其獲能；雌性動物生殖道人工配制的獲能液肝素、Ca2+載體(1)準(zhǔn)備階段——精子獲能(2)準(zhǔn)備階段——卵子的準(zhǔn)備

（成熟培養(yǎng)）注意：精子獲能指獲得受精的能力，而不是指獲得能量。動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是____________，如馬、犬等；有的可能是____________,如豬、羊等排出的卵子都要在__________進(jìn)一步成熟至_________初級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞輸卵管內(nèi)

MⅡ期精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)，如透明帶釋放出多種酶，以溶解這些結(jié)構(gòu)精子接觸卵細(xì)胞膜透明帶反應(yīng)精子形成雄原核、卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體，形成雌原核精子入卵卵細(xì)胞膜反應(yīng)精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，透明帶會迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶精子入卵后，卵細(xì)胞膜會立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)防止多精入卵的兩個(gè)屏障精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂并形成一個(gè)新的核膜，最后形成一個(gè)比原來精子的核還大的核，叫做雄原核。二、受精3.過程雄原核雌原核第一極體第二極體可以保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性兩個(gè)極體雌雄原核雄原核雌原核第一極體第二極體(3)受精階段雌、雄原核靠近核膜消失，第一次卵裂即將開始核膜消失，形成含有兩個(gè)染色體組的合子，受精卵形成多數(shù)哺乳動物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會形成兩個(gè)第二極體。受精完成的標(biāo)志：雌雄原核形成合子受精的標(biāo)志：觀察到兩個(gè)極體或雌雄原核D1.下列關(guān)于精卵結(jié)合的敘述錯(cuò)誤的是 (

)A．哺乳動物受精過程中精子穿越透明帶后，進(jìn)入卵細(xì)胞膜B．卵子一般在排出2～3小時(shí)后才能被精子穿入C．剛剛排出的精子，不能立即與卵子結(jié)合受精D．在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜會發(fā)生生理反應(yīng)，阻止其他精子進(jìn)入針對訓(xùn)練C2.(2023·江蘇鹽城調(diào)研)下列有關(guān)哺乳動物的受精卵形成過程的敘述正確的是(

)①獲能精子與卵子相遇時(shí)釋放多種酶②獲能精子與卵子相遇時(shí)釋放的酶可溶解透明帶、卵細(xì)胞膜③卵子與精子結(jié)合前已完成減數(shù)分裂Ⅱ④精子和卵子的細(xì)胞核經(jīng)過相關(guān)生理過程，分別形成雄原核和雌原核⑤精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，透明帶迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶A.①②⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.②④⑤幼體繼續(xù)分化出生發(fā)育性成熟個(gè)體孵化卵裂期胚胎早期發(fā)育受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚（32細(xì)胞左右）囊胚原腸胚受精卵開始向子宮移動，受精卵在輸卵管一邊移行，一邊進(jìn)行有絲分裂，逐漸發(fā)育成胚胎?？煞譃橐韵聨讉€(gè)階段：桑椹胚、囊胚、原腸胚3.胚胎早期發(fā)育(1)場所所有細(xì)胞都具有全能性受精卵胚胎發(fā)育的起點(diǎn)胚胎發(fā)育早期有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行分裂(有絲分裂)。桑葚胚當(dāng)卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞逐漸形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑葚時(shí)，這時(shí)的胚胎稱為桑葚胚。卵裂(2)過程（1）有機(jī)物：（2）細(xì)胞體積：（3）細(xì)胞中DNA含量：有機(jī)物總量減少，有機(jī)物種類增加。胚胎總體積不增加,但細(xì)胞數(shù)目增多,所以每個(gè)細(xì)胞體積減小?？侱NA含量增多,但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。受精卵2細(xì)胞胚4細(xì)胞胚8細(xì)胞胚桑葚胚（32細(xì)胞左右）囊胚原腸胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)內(nèi)含液體發(fā)育胎盤和胎膜屬于胚胎干細(xì)胞，將發(fā)育成各種組織逐漸分化形成各種組織、器官等(2)過程透明帶囊胚腔滋養(yǎng)層發(fā)育外胚層內(nèi)胚層中胚層原腸胚囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來（與母體建立聯(lián)系）的過程。細(xì)胞開始出現(xiàn)分化應(yīng)用：胚胎移植、胚胎分割時(shí)應(yīng)在____________時(shí)進(jìn)行；姓別鑒定可取_____細(xì)胞，但不可取_______細(xì)胞.桑椹胚或囊胚滋養(yǎng)層內(nèi)細(xì)胞團(tuán)孵化1.受精卵是新生命的第一個(gè)細(xì)胞,其全能性最高。動物細(xì)胞全能性隨分化程度的提高而越來越難以表現(xiàn)。

2.桑葚胚階段前的每一個(gè)細(xì)胞都是全能細(xì)胞。

3.囊胚階段細(xì)胞開始出現(xiàn)分化,囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性。關(guān)于早期胚胎發(fā)育過程細(xì)胞的全能性：1.(2022·山東日照模擬)如圖為受精作用及胚胎發(fā)育示意圖，a、b代表兩個(gè)發(fā)育時(shí)期。下列敘述錯(cuò)誤的是 (

)A．①過程發(fā)生同源染色體分離B．②過程通過有絲分裂增殖C．胚胎發(fā)育到③過程開始發(fā)生分化D．處于a時(shí)期的胚胎中具有囊胚腔A針對訓(xùn)練2．下列關(guān)于哺乳動物早期胚胎發(fā)育過程的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．卵裂期細(xì)胞數(shù)目增多，胚胎的總體積增加B．卵裂期是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的，細(xì)胞分裂方式為有絲分裂C．桑椹胚以前的細(xì)胞均未分化，都是全能干細(xì)胞D．囊胚期細(xì)胞開始分化，其中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織AC3.(2023·襄陽四中質(zhì)檢)如圖表示高等動物的個(gè)體發(fā)育過程，下列說法正確的是(

)A.圖中①過程表示胚胎發(fā)育B.由受精卵形成囊胚的過程中進(jìn)行卵裂，每個(gè)細(xì)胞的體積不斷增大C.桑葚胚進(jìn)一步發(fā)育，細(xì)胞開始出現(xiàn)分化D.圖中性成熟的個(gè)體是通過無性生殖獲得的1.剛排出的精子即能與卵子受精。(

)×2.精子和卵子相遇結(jié)合形成受精卵的部位是子宮。(

)×3.囊胚期細(xì)胞還沒有分化。(

)×4.原腸胚變大導(dǎo)致透明帶破裂,胚胎從中伸展出來,這一過程叫作孵化。(

)×5.卵裂階段細(xì)胞中有機(jī)物、DNA的含量增多,細(xì)胞體積增大。(

)×6.囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性。(

)×7.囊胚中個(gè)體較大的細(xì)胞聚集在胚胎一端,稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。(

)√考點(diǎn)二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用體外受精、胚胎移植、胚胎分割一、體外受精

1.試管動物含義：通過人工操作使卵子在體外受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再進(jìn)行移植產(chǎn)生的個(gè)體。

2.過程：（需培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚才能進(jìn)行胚胎移植）3.意義：提高動物的繁殖能力，為胚胎移植提供可用胚胎卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)精子的采集和獲能受精采集到的卵母細(xì)胞要培養(yǎng)到MII期才能成熟采集到的精子要進(jìn)行獲能處理才能受精獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中完成受精作用體外受精+早期胚胎培養(yǎng)+胚胎移植

體內(nèi)受精（自然受精）、人工授精與體外受精的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目體內(nèi)受精（自然受精）人工授精體外受精不同點(diǎn)過程雌雄動物交配完成用人工的方法將公畜的精液注入母畜的生殖道內(nèi),完成受精人工獲取精子、卵子,在體外培養(yǎng)液中完成受精過程場所雌性動物輸卵管中雌性動物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點(diǎn)①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；②都是有性生殖(1)概念理解早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移2.胚胎移植①對象：②過程：③供體：④受體：⑤結(jié)果：⑥實(shí)質(zhì)：⑦優(yōu)勢（意義）：轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精獲得的胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物的體內(nèi)提供胚胎的是遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)的個(gè)體健康的體質(zhì)和正常的個(gè)體繁殖能力發(fā)育為新個(gè)體充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力將通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)?？s短供體繁殖周期（胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)）2.胚胎移植根據(jù)右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？具體如何操作？使它們的生理?xiàng)l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。用孕激素處理同期發(fā)情（胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)）超數(shù)排卵2.胚胎移植根據(jù)右圖思考回答以下問題：②如何進(jìn)行超數(shù)排卵？用外源促性腺激素處理供體母牛超數(shù)排卵的目的是什么？誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。同期發(fā)情超數(shù)排卵人工授精妊娠沖卵--將供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來3.胚胎移植③體外受精產(chǎn)下的犢牛的遺傳物質(zhì)與供體母牛是否相同？其性別取決于誰？不相同。犢牛的遺傳物質(zhì)來自供體公牛和供體母牛性別取決于公牛提供精子的類型[總結(jié)]兩次激素處理（同期發(fā)情和超數(shù)排卵）兩次檢查（胚胎質(zhì)量檢查和妊娠檢查）；兩個(gè)時(shí)期（桑椹胚和囊胚）；胚胎兩個(gè)去向（直接移植或冷凍到幾個(gè)月后移植）；[胚胎移植的優(yōu)勢]a.充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛能b.縮短了供體的繁殖周期c.保存品種資源和瀕危物種3.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)胚胎移入的基礎(chǔ)胚胎收集的基礎(chǔ)移入胚胎存活的基礎(chǔ)保留胚胎遺傳特性基礎(chǔ)排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供可能。受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎在受體內(nèi)存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)不會發(fā)生改變，為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障，同時(shí)保障了供體優(yōu)良遺傳性狀。采用________將_________切割成____________________等，經(jīng)移植獲得________________的技術(shù)體視顯微鏡和顯微操作儀。(1)概念：機(jī)械方法早期胚胎2等份、4等份或8等份同卵雙胎或多胎(3)理論依據(jù):4.胚胎分割理論基礎(chǔ):物質(zhì)基礎(chǔ):細(xì)胞的全能性。每個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)都具有相同的遺傳物質(zhì)(4)主要儀器設(shè)備:顯微操作儀體視顯微鏡(2)材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的

。若分割囊胚階段的胚胎時(shí)，要

。桑葚胚或囊胚將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割3.胚胎分割4)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。5)上圖②過程得到的兩個(gè)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。三、胚胎分割

5.局限：

a.采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的，分割次數(shù)越多，分割后胚胎成活的概率越小b.剛出生的動物體重偏低，毛色和斑紋上存在差異。①可以促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖；②產(chǎn)生的遺傳性狀的后代可為進(jìn)行遺傳學(xué)研究提供寶貴材料；③在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定，遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義。4.意義：拓展：試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的比較類型試管嬰兒設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)手段不需進(jìn)行________胚胎移植前需進(jìn)行________實(shí)踐應(yīng)用解決

問題用于

等疾病的治療聯(lián)系二者都是體外受精，經(jīng)體外

，再進(jìn)行_______

，在生殖方式上都為________遺傳診斷遺傳診斷不孕不育白血病、貧血病早期胚胎發(fā)育胚胎移植有性生殖培育過程生殖方式遺傳物質(zhì)來源意義轉(zhuǎn)基因牛外源基因→受精卵→早期胚胎培養(yǎng)→胚胎移植核移植牛體細(xì)胞核（或體細(xì)胞）→去核的卵母細(xì)胞→細(xì)胞融合→重組胚胎→胚胎移植試管牛采集卵母細(xì)胞→與獲能的精子結(jié)合→受精卵→早期胚胎培養(yǎng)→胚胎移植有性生殖受精卵DNA

+外源基因賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型[總結(jié)]轉(zhuǎn)基因牛，核移植牛，試管牛分析異同。無性生殖受體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)DNA，供體細(xì)胞的細(xì)胞核DNA加速家畜的遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良種畜群的繁育等有性生殖父方一半核基因母方一半核基因，母方細(xì)胞質(zhì)基因大量快速繁殖良種家畜[2023江蘇淮安統(tǒng)考/綜合題]

和牛是世界公認(rèn)的高檔肉牛品種，其體型較小，肉質(zhì)鮮嫩，營養(yǎng)豐富。我國科研人員利用胚胎移植技術(shù)，按如圖所示流程操作，成功地批量培育了和牛這一優(yōu)良品種。請回答下列問題：(1)用_________激素處理，可使供體母牛超數(shù)排卵，過程①中產(chǎn)生的精子需要進(jìn)行_______處理后才具有與卵母細(xì)胞受精的能力。促性腺獲能(2)試管牛培育需要的工程技術(shù)有___________________________和胚胎移植等。(3)移植的胚胎處于_____期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宮中存活的生理基礎(chǔ)是______________________________________________________；為培育子代雌性小牛，胚胎移植前須進(jìn)行性別鑒定，宜取_______細(xì)胞進(jìn)行DNA分析。囊胚受體雌牛子宮對外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)滋養(yǎng)層體外受精、早期胚胎培養(yǎng)(4)為提高胚胎利用效率，盡快獲得數(shù)量較多的子代和牛，圖中甲環(huán)節(jié)是對牛胚胎所做的處理，使用的技術(shù)稱為___________，最終目的是_________________________；這一過程中，要特別注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)_____分割，其原因是__________________________________________________________________________________。胚胎分割產(chǎn)生多個(gè)基因型相同的后代均等

若分割不均勻，將影響分割后的胚胎恢復(fù)和發(fā)育，如含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)少的部分發(fā)育不良或不發(fā)育1.從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子受精。(

)×2.受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進(jìn)行胚胎移植。(

)×3.胚胎移植時(shí),受體的主要作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎。(

)×4.胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。(

)√5.胚胎移植的最大優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。(

)√6.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。(

)×7.為了獲得更多的囊胚，可以采用注射激素的方法促進(jìn)成熟雌性個(gè)體超數(shù)排卵，然后將卵細(xì)胞從母體內(nèi)取出，在試管內(nèi)與人工采集的精子進(jìn)行體外受精，培育成胚胎。(

)√8.從雄性奶牛中采集到的成熟精子可直接用于受精。(

)×9.采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的數(shù)量是有限的。(

)√10.胚胎移植時(shí)需使用免疫抑制劑以避免代孕牛對植入胚胎產(chǎn)生排斥反應(yīng)。(

)×1.（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（