第35講胚胎工程【課標(biāo)要求】1.簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過(guò)了受精及早期發(fā)育等過(guò)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)。1.胚胎工程的概念理解(1)操作對(duì)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(guò)處理后獲得的胚胎，移植到________動(dòng)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(dòng)物________和____________發(fā)育的規(guī)律。(5)實(shí)質(zhì)：在體外條件下，對(duì)動(dòng)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(guò)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(guò)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(dòng)性自然受精的場(chǎng)所：輸卵管體外受精的場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(jí)卵母細(xì)胞次級(jí)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(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)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(lái)精子的核還大的核，叫做雄原核。二、受精3.過(guò)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(kāi)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(dòng)物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅱ，因而不會(huì)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(dòng)物受精過(guò)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(huì)發(fā)生生理反應(yīng)，阻止其他精子進(jìn)入針對(duì)訓(xùn)練C2.(2023·江蘇鹽城調(diào)研)下列有關(guān)哺乳動(dòng)物的受精卵形成過(guò)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(guò)相關(guān)生理過(guò)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(lái)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(kāi)始向子宮移動(dòng)，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(chǎng)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(guò)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(duì)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(guò)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(huì)導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來(lái)（與母體建立聯(lián)系）的過(guò)程。細(xì)胞開(kāi)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(dòng)物細(xì)胞全能性隨分化程度的提高而越來(lái)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(kāi)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(guò)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(guò)程發(fā)生同源染色體分離B．②過(guò)程通過(guò)有絲分裂增殖C．胚胎發(fā)育到③過(guò)程開(kāi)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(duì)訓(xùn)練2．下列關(guān)于哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育過(guò)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(kāi)始分化，其中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織AC3.(2023·襄陽(yáng)四中質(zhì)檢)如圖表示高等動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(

)A.圖中①過(guò)程表示胚胎發(fā)育B.由受精卵形成囊胚的過(guò)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(kāi)始出現(xiàn)分化D.圖中性成熟的個(gè)體是通過(guò)無(wú)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(méi)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(lái),這一過(guò)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(dòng)物含義：通過(guò)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(guò)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(dòng)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(guò)程雌雄動(dòng)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(guò)程場(chǎng)所雌性動(dòng)物輸卵管中雌性動(dòng)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(guò)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(duì)象：②過(guò)程：③供體：④受體：⑤結(jié)果：⑥實(shí)質(zhì)：⑦優(yōu)勢(shì)（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(dòng)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(guò)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(dòng)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(wèn)題：①為什么應(yīng)對(duì)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(wèn)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(lái)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(shuí)？不相同。犢牛的遺傳物質(zhì)來(lái)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(shì)]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(dòng)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(huì)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(duì)移入子宮的外來(lái)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(huì)發(fā)生改變，為移植后的胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)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(guò)程分割出的少量胚體細(xì)胞常用來(lái)做什么？常用來(lái)做DNA分析，鑒定性別。5)上圖②過(guò)程得到的兩個(gè)a經(jīng)過(guò)胚胎移植產(chǎn)生后代的生殖方式是有性生殖嗎？不是，來(lái)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(dòng)物無(wú)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(dòng)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(dòng)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(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)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(wèn)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_(kāi)_______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(guò)程生殖方式遺傳物質(zhì)來(lái)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(wú)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(yíng)養(yǎng)豐富。我國(guó)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)用_________激素處理，可使供體母牛超數(shù)排卵，過(guò)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(duì)外來(lái)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(duì)牛胚胎所做的處理，使用的技術(shù)稱為_(kāi)__________，最終目的是_________________________；這一過(guò)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(shì)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(duì)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(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(guò)程不涉及的操作是（