高考生物一轮复习第十三单元细胞工程第2讲胚胎工程课件

第2讲胚胎工程课标考情——知考向核心素养——提考能课标要求1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程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生命观念认同胚胎工程的各项技术手段在生命基础科学、畜牧学和生殖医学领域的重要作用科学思维构建胚胎移植和试管动物基本操作流程模型科学探究针对人类生产或生活的某一需求，在胚胎工程中选取恰当的技术和方法，尝试提出初步的工程学设计构想，完成初步设计或简单应用社会责任关注胚胎工程的科技进展，激发学习兴趣和责任感目录1自主学习·巩固基础2重难探究·素养达标3典题演练·破解高考知识点一胚胎工程的理论基础［自主学习］1.胚胎工程的概念

受精卵细胞受精2.受精过程“四步曲”顶体

透明带反应卵细胞膜反应3.早期胚胎发育

有丝分裂

增多

不增加

全能性

胎儿的各种组织

胎膜和胎盘

表层

下方

［自主检测］1.思考判断(1)有关胚胎工程的概念及受精的判断。①体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植是胚胎工程各项技术的必需环节。(

)②卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。(

)③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。(

)××√(2)有关早期胚胎发育的判断。①卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。(

)②卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。(

)③在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑葚胚期。(

)×××2.深挖教材(1)若没有阻止多精入卵的机制，可能会出现什么结果？(2)请在如图中绘出卵裂过程中每个细胞的体积、核内DNA含量与时间的关系。【答案】(1)提示：可能出现多个精子与卵细胞结合的现象，造成受精卵含有多个染色体组，而这样的受精卵难以正常发育(2)提示：如图所示3.热图导析如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，据图分析回答下列问题。(1)A、B、C的名称分别是什么？(2)图中的4和7两个空腔是同一个结构吗？(3)早期胚胎发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？【答案】(1)提示：桑葚胚、囊胚、原肠胚(2)提示：不是，分别是囊胚腔和原肠腔(3)提示：卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，但总体积并不增加或略有缩小知识点二胚胎工程技术及其应用［自主学习］1.体外受精

生殖道

获能液

获能

培养成熟

2.胚胎移植

生理变化

游离免疫遗传特性人工授精胚胎移植3.胚胎分割桑葚胚囊胚内细胞团［自主检测］1.思考判断(1)在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理。(

)(2)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。(

)(3)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。(

)(4)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。(

)√√××2.深挖教材(1)胚胎移植的实质是什么？(2)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？【答案】(1)提示：胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(2)提示：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养层细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题3.热图导析如图为胚胎移植的操作流程，分析回答下列问题。(1)图中供体牛和受体牛分别是哪些？选择标准是什么？(2)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？(3)用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？【答案】(1)提示：供体牛是良种公、母牛；受体牛是一般受体奶牛和一般受体肉牛。选择标准：供体是遗传性能和生产性能优良的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体(2)提示：对供体母牛进行超数排卵处理；对供、受体母牛要进行同期发情处理(3)提示：桑葚胚或囊胚胚胎工程的理论基础［深度讲解］1.精子和卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体2.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。(2)透明带反应：在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称为透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。3.胚胎发育(1)过程。(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，没有从母体获取有机物，但一直呼吸消耗，所以有机物总量减少。②细胞体积：胚胎总体积不增加，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。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。受精过程的三个易混点(1)精子获能是指精子获得受精能力，而不是获得能量。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(3)在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。［考向预测］(一)考查体内受精的过程(素养目标：生命观念)1.(2023年湖南衡阳高三校考阶段练习)澳大利亚一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示。图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中两个细胞发育成姐弟二人，下列叙述错误的是(

)A.图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数分裂Ⅱ中期B.该卵子与2个精子受精，表明透明带反应、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵C.若图4细胞A中父系染色体组仅1个，则细胞B、C均含2个父系染色体组D.这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体可能不同C

【解析】正常情况下只能有一个精子进入卵子，此时卵子发育到减数分裂Ⅱ中期，A正确；透明带反应、卵细胞膜反应能阻止多精入卵，该卵子与2个精子受精，表明透明带反应、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵，B正确；若图4细胞A中父系染色体组仅1个，则细胞可能C含2个父系染色体组，也可能含1个母系染色体组和一个父系染色体组，C错误；来自母亲的染色体组有两个，并且是复制得到的，这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体组有四个，其中两两相同，所以来源于父亲的染色体可能不同，D正确。(二)考查早期胚胎发育的过程(素养目标：生命观念)2.如图表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答问题：(1)写出图中各序号的名称：［2］

，［4］

，［5］

，［7］

，［8］

。

(2)A时期的细胞具有发育上的

性，B时期开始出现

，C时期开始出现________。

(3)［2］将来发育成

。

(4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合，防止多精入卵受精的两道屏障分别是

。

内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层全能细胞分化胚层分化胎儿的各种组织透明带反应和卵细胞膜反应【解析】(1)图中A是桑葚胚，B是囊胚，C是原肠胚。图B中［1］是滋养层，［2］是内细胞团，［3］是透明带，［4］是囊胚腔；图C中［5］是外胚层，［6］是滋养层，［7］是原肠腔，［8］是内胚层。(2)桑葚胚细胞具有发育上的全能性，囊胚开始出现细胞分化，已分化成滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已具有胚层分化，分化为外胚层和内胚层。(3)内细胞团将发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。(三)考查体外受精的过程(素养目标：生命观念)3.下图是利用体外受精技术培育试管动物的大致流程，请回答下列问题：(1)精子的顶体内含有的________能协助精子穿过卵母细胞的_________________。

(2)体外培养受精卵时，除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还提供________气体以维持

相对稳定。

(3)动物的早期胚胎需移植到同种且

与供体相同的动物体内，被移植的胚胎之所以能存活是因为受体对_____________________________

_________________。

(4)如果将某种目的基因导入动物细胞，以期获得新性状，最常用的方法是用显微注射技术将

导入受精卵中，目的基因能够导入受体细胞内，并且在受体细胞中稳定表达的过程称为______。

顶体酶

放射冠和透明带

CO2培养液的pH生理状态

外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应

含有目的基因的表达载体

转化

【解析】(1)精子的顶体内含有顶体酶，能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)动物细胞培养时，需要一定的气体环境，即95%的空气和5%的CO2，其中O2可以维持细胞呼吸，CO2可以维持培养液的pH相对稳定。(3)胚胎移植是指将动物的早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，被移植的胚胎之所以能存活是因为受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)将含目的基因的基因表达载体导入动物细胞且目的基因能稳定表达的过程称为转化。胚胎工程技术及其应用［深度讲解］1.胚胎移植的理论基础胚胎移入的生理学基础哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的胚胎收集的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这为胚胎收集提供了可能移入胚胎存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应保留遗传特性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响2.胚胎工程的三个操作流程(1)试管动物生产流程。(2)克隆动物的培育流程。

(3)胚胎移植的培育流程(以牛胚胎移植为例)。

［考向预测］考查胚胎移植和胚胎分割的应用(素养目标：社会责任)和牛是世界公认的高档肉牛品种，其体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：(1)用

激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行

处理后才具有与卵母细胞受精的能力。

(2)试管牛的培育需要的工程技术有

和胚胎移植等。(3)移植的胚胎处于

期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是

。为培育子代雌性小牛，胚胎移植前需进行性别鉴定，宜取___________

细胞进行DNA分析。促性腺获能体外受精、早期胚胎培养囊胚受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应滋养层(4)为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为__________，最终目的是

；这一过程中，要特别注意将内细胞团

分割，其原因是_____________________________________________________________________________________。

胚胎分割产生多个基因型相同的后代

若分割不均匀，将影响分割后的胚胎恢复和发育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育均等1.(2022年全国卷)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。

MⅡ期冷冻保存

刚排出的精子不能直接与卵细胞结合完成受精过程，必须经获能处理后才具备受精能力肝素或钙离子载体A23187溶液

(2)体外受精获得的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_____________

___________________________________________________________。

对受体母羊进行发情处理，合适的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫维生素、氨基酸、核苷酸

【解析】(1)精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力，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分裂Ⅱ中期(MⅡ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)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。2.(2019年江苏卷)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：(1)对1号猪使用

处理，使其超数排卵，收集并选取处在

(填时期)的卵母细胞用于核移植。

(2)采集2号猪的组织块，用

处理获得分散的成纤维细胞，放置于37℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用