2024届人教版高中生物一轮复习胚胎工程学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习胚胎工程学案（不定项），共12页。
第35讲　胚胎工程
[课标要求]　1.简述胚胎形成经过了受精及早期胚胎发育等过程。2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。

考点一　胚胎工程的理论基础

1．胚胎工程概念的理解

2．受精
(1)概念：精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程。
(2)场所：自然条件下，哺乳动物的输卵管内。
(3)过程

3．胚胎早期发育

【易错辨析】
(1)在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑葚胚期。(×)
(2)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(×)
(3)卵子形成过程中，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ是连续的。(×)
(4)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。(√)
【长句应答】
1．判断卵子是否受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核。
2．防止多精入卵的意义是什么？
提示：可以保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。

1．受精过程中的“三大反应”“两道屏障”

2．卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。
(2)细胞数目和体积：胚胎总体积不增加，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。

考向一　理解受精过程
1．下列有关哺乳动物受精作用的叙述，错误的是(　　)
A．刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能力
B．精子需要释放多种酶才能溶解、穿越卵细胞膜外透明带等结构
C．精子触及卵细胞膜的瞬间发生卵细胞膜反应
D．卵子在输卵管内发育到MⅡ期时才具备受精的能力
解析：选C　精子触及卵细胞膜的瞬间发生透明带反应，C错误。
2．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指卵子的减数分裂Ⅱ
B．经图中Y过程只形成了雌原核
C．精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶
解析：选B　透明带反应形成第一道屏障，卵细胞膜反应形成第二道屏障；精子入卵后，精子的尾部脱落，并且原有的核膜破裂，随后，精子形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核还大的核，叫作雄原核；与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。故Y过程既形成了雌原核，又形成了第二极体。
考向二　胚胎早期发育
3．(2023·鹤壁模拟)下列关于哺乳动物胚胎早期发育过程的叙述，错误的是(　　)
A．卵裂期细胞数目增多，胚胎的总体积增加
B．卵裂期是在透明带内进行的，细胞分裂方式为有丝分裂
C．桑葚胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞
D．囊胚期细胞开始分化，其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织
解析：选A　卵裂期细胞数目增多，胚胎的总体积不变甚至略微减小，A错误；卵裂期是在透明带内进行的，细胞分裂方式为有丝分裂，B正确；桑葚胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞，C正确；囊胚期细胞开始分化，其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，D正确。
4．在哺乳动物胚胎发育过程中，囊胚不断向内凹陷，形成具有外、中、内三个胚层的原肠胚。将早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成；但如果在原肠胚的末期，把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的部分，将发育为一条额外的腿。下列相关说法错误的是(　　)
A．哺乳动物胚胎发育顺序是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化
B．原肠胚的早期出现了不同的胚层，但是细胞并未分化
C．原肠胚的末期组织和器官并未形成，但是出现了细胞的分化
D．原肠胚的末期，把未来将发育为蝾螈后肢的部分移植到另一个蝾螈胚胎不长后肢的部分，发育为一条额外的腿，这不能体现细胞的全能性
解析：选B　哺乳动物胚胎发育顺序是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化，A正确；原肠胚的早期出现了不同的胚层，此时细胞已经分化，B错误；原肠胚的末期组织和器官并未形成，但是出现了细胞的分化，C正确；原肠胚的末期，把未来将发育为蝾螈后肢的部分移植到另一个蝾螈胚胎不长后肢的部分，发育为一条额外的腿，但没有形成完整个体，因此这不能体现细胞的全能性，D正确。
考点二　胚胎工程技术及其应用

1．体外受精
(1)过程

(2)意义
①提高动物繁殖能力的有效措施。
②为胚胎移植提供可用的胚胎。
2．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。
(2)实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
(3)操作过程

(4)意义
①充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；
②大大促进我国畜牧业的发展；
③推动胚胎工程其他技术的研究和应用。
3．胚胎分割
(1)概念：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)主要仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。
(3)繁殖方式：无性生殖。
(4)特点：后代遗传性状相同。
(5)操作程序

①选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。
②用分割针或分割刀将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植入受体。
③还可用分割针分割滋养层，做DNA分析鉴定性别。
(6)用途
①促进优良动物繁殖。
②为遗传学研究提供遗传性状相同的个体。
③胚胎移植前的性别鉴定、遗传病筛查。
【易错辨析】
(1)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理。(×)
(2)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。(×)
(3)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。(√)
(4)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。(√)
【长句应答】
1．胚胎移植时怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？
提示：应对供体和受体母畜用激素进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。
2．胚胎移植的后代具有供体和受体共同的遗传性状吗？
提示：不具有。后代的遗传性状是由供体决定的，受体只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。

1．胚胎移植的生理学基础

2．胚胎分割、核移植和胚胎移植的比较
　　项目
区别　　
胚胎分割
核移植
胚胎移植
胚胎来源
雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎
经体细胞核移植得到的胚胎
雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎
生殖方式
无性生殖
无性生殖
有性生殖或无性生殖
后代遗
传特点
相同
相同
不一定相同

考向一　体外受精的过程
1．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是(　　)
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
解析：选C　给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵细胞，A错误；从卵巢中采集的卵母细胞要在体外进行成熟培养，然后才能与精子共同培养完成受精，B错误；一般情况下，获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，C正确；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的，D错误。
2．印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D．步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
解析：选B　步骤甲、乙分别是体外受精和胚胎移植；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，该激素只作用于性腺细胞；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵黄；步骤甲使用的培养液(获能溶液或专用的受精溶液)与早期胚胎培养液成分不同。
考向二　胚胎移植和胚胎分割
3．(2022·日照期末)如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是(　　)

A．①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
B．②代表体外胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，无细胞分化
C．③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育
D．⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关
解析：选D　①代表体外受精，体外受精前和体内受精前精子均需要获能，A错误；②代表体外胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，当胚胎发育至囊胚阶段，会开始进行细胞分化，B错误；③代表胚胎分割，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，而桑葚胚阶段的胚胎还未形成内细胞团，C错误；⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关，要对供、受体母牛进行同期发情处理，使供体和受体的生理状态相同，D正确。
4．和牛体型较小，肉质鲜美，是世界公认的高档牛肉品种。分析下列所示的操作流程回答问题。

(1)胚胎工程中对供体和牛(B)注射促性腺激素使其________。卵母细胞发育至________期时才能和________的精子进行体外受精。
(2)在胚胎移植时，要对供体母牛和受体母牛进行____________处理，使供体和受体处于相同的生理状态。受体对来自供体的胚胎不发生________________。
(3)为了繁殖更多性状相同的个体可采用________技术。该技术处理时应选择发育良好、形态正常的_______胚。图中进行甲操作时，要注意将_______分割。胚胎移植的优势是______________。
(4)为了繁育更多的母牛个体，在进行胚胎移植时可对图中乙的________细胞做________分析鉴定性别。
解析　(1)胚胎工程中对供体注射促性腺激素，使其超数排卵，卵母细胞需培育至MⅡ期，才可以与获能处理后的精子结合，进行体外受精。(2)在胚胎移植时，需对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理，受体对来自供体的胚胎不发生免疫排斥反应。(3)为了繁殖更多性状相同的个体，可采用胚胎分割技术。用该技术处理时，应该选择发育良好，形态正常的桑葚胚或囊胚，并注意将内细胞团均等分割。(4)为了选择某一性别的胚胎，可选滋养层细胞进行DNA分析鉴定性别，因为滋养层细胞将发育成胎盘、胎膜，不发育为胎儿的组织器官，所以不会伤及胎儿。
答案　(1)超数排卵　MⅡ　获能　(2)同期发情　免疫排斥(反应)　(3)胚胎分割　桑葚胚或囊　内细胞团均等　充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力　(4)滋养层　DNA

1．(2021·江苏卷)下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是(　　)
A．细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质
B．早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体
C．人们用猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴
D．将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
解析：选D　细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需添加血清等物质，A正确；早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体，B正确；我国利用核移植技术成功培养出克隆猴“中中”和“华华”，C正确；将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合，经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等，D错误。
2．(2020·山东卷)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是(　　)
A．用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B．体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
解析：选C　促性腺激素可以使雌鼠超数排卵，获得更多的卵子，A正确；精子只有获能后才能完成受精，故体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理，B正确；胚胎移植通常选择囊胚期之前的阶段，如桑葚胚或囊胚阶段，C错误；转基因技术可以定向改造小鼠的基因，所以遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得，D正确。
3．(不定项)(2020·江苏卷)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
解析：选ABC　哺乳动物进行体外受精时很容易获得大量精子，因为自然状态下雄性哺乳动物产生的精子数量就很多，不容易大量获取的是卵细胞，因而通常需要用促性腺激素处理雌性哺乳动物，使其一次性产生更多的卵母细胞，来培养更多的胚胎，A错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，不改变基因的种类和数量，细胞a和细胞b内含有的核基因相同，B错误；细胞培养过程中分散细胞时，用胰蛋白酶等处理组织，分散得到单细胞悬液，不是破坏了细胞的膜蛋白，而是仅仅分解掉细胞间的黏连蛋白，C错误。
4．(2022·全国甲卷)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是____________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是__________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到__________时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有__________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是__________。
解析　(1)精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期(MⅡ中期)才能具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
答案　(1)冷冻保存　刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精　肝素或钙离子载体A23187　MⅡ中期　(2)维生素、氨基酸、核苷酸
(3)对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代