第50課時

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)?？记榉治?.胚胎工程的理論基礎(chǔ)2024·湖北卷，102.胚胎工程及其應(yīng)用2024·貴州卷，13；2024·甘肅卷，16；2024·湖北卷，5；2023·江蘇卷，17；2023·廣東卷，3；2023·浙江1月選考，2；2022·江蘇卷，4；2022·全國甲卷，38胚胎工程是指對生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程技術(shù)包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。胚胎工程理論基礎(chǔ)常用技術(shù)及應(yīng)用1.體外受精2.胚胎移植3.胚胎分割1.生理學(xué)基礎(chǔ)2.步驟終端環(huán)節(jié)終端環(huán)節(jié)1.分別采集精子和卵母細(xì)胞2.成熟培養(yǎng)和精子獲能3.在培養(yǎng)液中培養(yǎng)，促使完成受精定義、選擇胚胎和儀器用具、過程、優(yōu)勢和問題1.受精2.早期胚胎發(fā)育細(xì)胞工程：是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞器水平、細(xì)胞水平或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。胚胎工程：是指對生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理，然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求?；蚬こ蹋菏侵赴凑杖藗兊脑竿?，通過體外轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫做DNA重組技術(shù)?？键c一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)1.受精精子的形成過程：睪丸曲細(xì)精管1初級精母細(xì)胞精原細(xì)胞精原細(xì)胞2次級精母細(xì)胞4精細(xì)胞4精子有絲分裂部分進(jìn)行染色體復(fù)制和其他物質(zhì)合成MⅡ分裂MⅠ分裂連續(xù)變形變形考點一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)1.受精精子的變形過程：頂體的發(fā)生尾的發(fā)育精子頭出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)濃縮精子形成考點一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)1.受精卵子的形成過程：馬、犬排卵人、豬、羊排卵卵細(xì)胞的形成是一個不連續(xù)的過程。考點一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)1.受精受精階段精子獲能受精前的準(zhǔn)備階段卵子的準(zhǔn)備剛排出的精子必需在雌性動物的生殖道發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力，這一現(xiàn)象稱為“精子獲能”。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；有的可能是次級卵母細(xì)胞，如豬、羊等；卵子排出后需要在輸卵管中進(jìn)一步成熟，到MⅡ（中）期，才具備與精子受精的能力。精子獲能的方法：利用雌性動物的生殖道或?qū)⒕优囵B(yǎng)在獲能液（Ca2+載體、肝素等）中使其獲能?？键c一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)1.受精受精前的準(zhǔn)備階段受精階段精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)透明帶反應(yīng)(阻止多精入卵的第一道屏障)精子接觸卵細(xì)胞膜精子入卵(進(jìn)入卵細(xì)胞膜)卵細(xì)胞膜反應(yīng)(阻止多精入卵的第二道屏障)雄、雌原核形成雌、雄原核融合形成合子(受精的標(biāo)志：觀察到兩個極體或雌、雄原核)(受精完成的標(biāo)志)考點一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)2.胚胎早期發(fā)育桑葚胚受精卵每個細(xì)胞具有全能性，能發(fā)育成組成個體的任何細(xì)胞類型及胚外組織囊胚原腸胚卵裂細(xì)胞在透明帶內(nèi)分裂，胚胎總體積并不增加孵化內(nèi)細(xì)胞團滋養(yǎng)層通常含有三個胚層：外胚層、內(nèi)胚層、中胚層胎盤、胎膜等胚外組織細(xì)胞發(fā)育成個體的各種組織細(xì)胞發(fā)育成考點一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)2.胚胎早期發(fā)育考點一

胚胎工程的理論基礎(chǔ)2.胚胎早期發(fā)育受精卵桑葚胚囊胚原腸胚卵裂期外胚層∶原腸胚表面的細(xì)胞層內(nèi)胚層∶由原腸胚向內(nèi)遷移的細(xì)胞形成中胚層∶由一部分細(xì)胞在內(nèi)、外兩個胚層之間形成胚胎發(fā)育的起點細(xì)胞分裂方式為有絲分裂,細(xì)胞數(shù)量增多，胚胎總體積并不增加或略有減小，每個細(xì)胞體積變小。卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞形成致密的細(xì)胞團，形似桑葚。內(nèi)細(xì)胞團∶發(fā)育成胎兒的各種組織滋養(yǎng)層∶發(fā)育成胎膜和胎盤練習(xí)：下列有關(guān)受精的敘述，錯誤的有__________________。①精子獲能是指精子從雌性動物的生殖道或者人工配制的獲能液中獲得能量②卵子的準(zhǔn)備是指卵子在輸卵管內(nèi)成熟至MⅡ時期，才具備與精子受精的能力③獲能后的精子與卵子相遇時，會釋放出多種酶，以溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu)④精子的細(xì)胞膜與卵細(xì)胞膜融合，卵細(xì)胞膜外的透明帶會迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶⑤精子入卵后，卵細(xì)胞膜也會立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)⑥精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅰ，排出第一極體后，形成雌原核⑦在實際胚胎工程操作中，常以觀察到三個極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志⑧雄、雌原核充分發(fā)育后，背向移動，彼此遠(yuǎn)離，核膜消失⑨受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來自精子，一半來自卵細(xì)胞①⑥⑦⑧⑨練習(xí)：(2022·江蘇卷，4)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C練習(xí)：(2025·河北邯鄲部分學(xué)校期中聯(lián)考)我國大陸首例由試管嬰兒分娩的“試管嬰兒二代寶寶”在北京大學(xué)第三醫(yī)院誕生，他的母親是我國大陸首例試管嬰兒。試管嬰兒技術(shù)不斷進(jìn)步，為許多不孕不育患者實現(xiàn)了做父母的心愿。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.試管嬰兒技術(shù)所獲得的胚胎必須通過胚胎移植給受體才能獲得后代B.胚胎移植實質(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C.精子接觸透明帶時，卵細(xì)胞膜會發(fā)生反應(yīng)阻止多精入卵D.采集的卵母細(xì)胞和精子都要進(jìn)行相應(yīng)的處理才能完成體外受精過程C考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用1.體外受精受精卵卵母細(xì)胞采集MⅡ期卵母細(xì)胞精子采集培養(yǎng)獲能的精子離心獲能培養(yǎng)體外受精冷凍解凍考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用2.胚胎移植（1）概念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)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。體外受精體內(nèi)受精核移植轉(zhuǎn)入目的基因的受精卵胚胎分割早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎沖卵早期胚胎早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎早期胚胎培養(yǎng)早期胚胎胚胎移植①②③④⑤有性生殖無性生殖考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用2.胚胎移植（2）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)保留胚胎遺傳特性的基礎(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，為胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境（同期發(fā)情）。早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，處于游離狀態(tài)，為胚胎收集提供可能。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，同時保障了供體優(yōu)良遺傳性狀。考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用2.胚胎移植（3）胚胎移植的過程（遺傳性狀優(yōu)良，生產(chǎn)能力強）供體母牛（有健康體質(zhì)和正常繁殖能力）受體母牛激素同期發(fā)情處理促性腺激素超數(shù)排卵供體公牛發(fā)情配種或人工受精收集胚胎并檢查胚胎移植妊娠檢查分娩（胚胎移植的犢牛）考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用2.胚胎移植（4）胚胎移植的意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期。（5）胚胎移植的實質(zhì)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用3.胚胎分割（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)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。儀器設(shè)備和工具：考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用3.胚胎分割（2）過程考點二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用3.胚胎分割SRY-PCR胚胎鑒定技術(shù)先從被測胚胎中取出幾個細(xì)胞（一般取滋養(yǎng)層細(xì)胞），提取DNA，然后用位于Y染色體上的性別決定基因，即SRY基因的一段序列作引物，用胚胎細(xì)胞中的DNA為模板，進(jìn)行PCR擴增（如果胚胎細(xì)胞中有SRY基因，則這種PCR可以擴增出大量SRY基因），最后用標(biāo)記的SRY基因片段作為探針對擴增產(chǎn)物進(jìn)行檢測。出現(xiàn)陽性反應(yīng)者，胚胎為雄性；出現(xiàn)陰性反應(yīng)者，胚胎為雌性?？键c二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用3.胚胎分割（3）意義促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖，產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(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、動物繁育健康后代有重要意義?？键c二

胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用4.試管動物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)生的個體。涉及的胚胎工程技術(shù)：體外受精、體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植繁殖方式：有性生殖練習(xí)：下列關(guān)于體外受精的敘述，正確的有____________。①哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等步驟②采集到的卵母細(xì)胞和精子，要分別在體外進(jìn)行成熟培養(yǎng)和獲能處理，然后才能用于體外受精③一般情況下，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)一段時間，來促使它們完成受精④體外受精技術(shù)是提高動物繁殖能力的有效措施，還可以為胚胎移植提供可用的胚胎①②③④練習(xí)：下列關(guān)于胚胎移植的敘述，錯誤的有__________。①可移植的胚胎可以是通過體外受精、轉(zhuǎn)基因和核移植等方式獲得的胚胎②胚胎移植的受體必需是同種的或親緣關(guān)系較近的、生理狀態(tài)相同的雌性動物③通過如轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精等獲得的胚胎，不一定都要移植給受體才能獲得后代④提供胚胎的通常是遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強的個體⑤胚胎移植的結(jié)果是要獲得新的動物個體⑥胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同空間位置下生理環(huán)境條件的轉(zhuǎn)移⑦胚胎移植技術(shù)可以充分發(fā)揮受體雌性動物的繁殖潛力②③⑥⑦練習(xí)：(2023·廣東卷，3)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)C練習(xí)：(2024·九省聯(lián)考甘肅卷，16)胚胎工程技術(shù)的迅速發(fā)展實現(xiàn)了優(yōu)良家畜品種的大量繁殖，能顯著提高畜產(chǎn)品質(zhì)量改善人民生活，還可以解決瀕危動物繁育的問題。下列有關(guān)哺乳動物胚胎工程的敘述，正確的是(

)A.剛采集到的卵母細(xì)胞即可與獲能處理后的精子在體外受精B.在卵細(xì)胞膜和透明帶之間觀察到兩個極體，標(biāo)志著卵子受精

C.卵裂在透明帶內(nèi)進(jìn)行，此時胚胎細(xì)胞數(shù)量和總體積不斷增加D.為了獲得大量同卵多胚，可對囊胚或桑葚胚進(jìn)行無限次分割B練習(xí)：(2024·甘肅卷，16)甘加藏羊是甘肅高寒牧區(qū)的優(yōu)良品種，是季節(jié)性發(fā)情動物，每年產(chǎn)羔一次，每胎一羔，繁殖率較低。為促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展，研究人員通過體外受精、胚胎移植等胚胎工程技術(shù)提高藏羊的繁殖率，流程如下圖。下列敘述錯誤的是(

)A.藏羊甲需用促性腺激素處理使其卵巢卵泡發(fā)育和超數(shù)排卵B.藏羊乙的獲能精子能與剛采集到的藏羊甲的卵母細(xì)胞受精C.受體藏羊丙需和藏羊甲進(jìn)行同期發(fā)情處理D.后代丁的遺傳物質(zhì)來源于藏羊甲和藏羊乙B練習(xí)：(2024·湖北卷，10)研究者探究不同濃度的雌激素甲對牛的卵母細(xì)胞和受精卵在體外發(fā)育的影響，實驗結(jié)果如下表所示。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，下列敘述錯誤的是(

)A.實驗結(jié)果說明甲抑制卵裂過程B.甲濃度過高抑制第一極體的排出C.添加1μg·mL-1的甲可提高受精后胚胎發(fā)育能力D.本實驗中，以第一極體的排出作為卵母細(xì)胞成熟的判斷標(biāo)準(zhǔn)甲的濃度/(μg·mL－1)0110100卵母細(xì)胞/個106120113112第一極體排出/個70795348成熟率/%66.065.846.942.8卵裂數(shù)/個2846155卵裂率/%40.058.228.310.4A練習(xí)：（2025·山東·高考真題）利用動物體細(xì)胞核移植技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因牛的過程如圖所示，下列說法錯誤的是（

）A．對牛乙注射促性腺激素是為了收集更多的卵母細(xì)胞B．卵母細(xì)胞去核應(yīng)在其減數(shù)分裂Ⅰ中期進(jìn)行C．培養(yǎng)牛甲的體細(xì)胞時應(yīng)定期更換培養(yǎng)液D．可用PCR技術(shù)鑒定犢牛丁是否為轉(zhuǎn)基因牛B練習(xí)：（2025·江蘇·高考真題）梅花鹿和馬鹿雜交后代生命力強、茸質(zhì)好，但自然雜交很難完成，人工授精能解決此難題。胚胎工程技術(shù)的應(yīng)用，可提高繁殖率，增加鹿場經(jīng)濟效益。下列相關(guān)敘述合理的是（

）A．采集的精液無需固定、稀釋，即可用血細(xì)胞計數(shù)板檢測精子密度B．人工授精時，采集的精液經(jīng)獲能處理后才能輸入雌性生殖道C．超數(shù)排卵處理時，常用含促性腺激素的促排卵劑D．母體子宮對胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)C練習(xí)：（2025·黑吉遼蒙卷·高考真題）研究顯示，約70%的