知识清单36 胚胎工程-2025年高考生物一轮复习知识清单

知识清单36胚胎工程内容概览知识导图：感知全局，了解知识要点考点清单：2大考点总结，梳理必背知识、归纳重点易混易错：7个错混点梳理，高效查漏补缺真题赏析：感知真题、知识链接、知己知彼考点1胚胎工程的理论基础1．胚胎工程：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。(1)操作对象：生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞(细胞水平)。(2)所需技术：体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。(3)特点：经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。(4)理论基础：哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。(5)实质：在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。2．受精是精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。包括受精前的准备阶段和受精阶段。(1)场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。(2)过程：受精前的准备阶段和受精阶段①准备阶段1—精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”。现已有使精子在体外获能的方法，实现了各种哺乳动物精子在体外条件下的获能。②准备阶段2—卵子的准备：卵子在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。③受精阶段：精子穿越卵细胞膜外的一些结构→精子接触卵细胞膜→精子入卵→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合，形成合子。3．胚胎早期发育(1)胚胎发育的场所：输卵管和子宫。(2)胚胎早期发育的过程胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。即胚胎发育的最初场所是输卵管，以后逐步向子宫移动，最后在子宫内着床，直至发育成为成熟的胎儿。根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段。教材拾遗：使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。考点2胚胎工程技术及其应用1．体外受精(1)基本步骤：卵母细胞的采集和培养，精子的采集和获能，受精。(2)意义：提高动物繁殖能力的有效措施；为胚胎移植提供可用的胚胎。2．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。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”。(1)胚胎移植的生理学基础①供体与受体有相同的生理环境。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，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎处于游离状态。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，这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对外来胚胎的认可。大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。④供体胚胎与受体正常联系的建立。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，在孕育过程中不受任何影响。(3)胚胎移植的基本程序以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。以牛胚胎移植为例，如图所示。(4)胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。3．胚胎分割：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。(1)仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。(2)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚阶段的胚胎时，要将内细胞团均等分割。(3)意义：促进优良动物品种的繁殖，产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；胚胎移植前进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。教材拾遗：超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。质。易错点1受精的标志和受精完成的标志卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体或雌、雄原核；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子。易错点2受精过程中的三大反应——顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应的比较(1)从发生时间看①顶体反应发生在精子与卵子相遇时。②透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间。③卵细胞膜反应发生在精子入卵后。(2)从生理作用看①顶体反应是顶体内释放的酶直接溶解卵丘细胞间的物质，使精子穿越放射冠。②透明带反应可阻止其他精子进入透明带，是防止多精入卵受精的第一道屏障。③卵细胞膜反应也可阻止其他精子入卵，是防止多精入卵受精的第二道屏障。易错点3早期胚胎发育过程中营养物质的来源(1)卵裂期和桑甚胚时期只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所需营养主要来自卵黄。(2)囊胚期细胞开始分化，透明带破裂，滋养层细胞(以后发育成胎盘胎膜，与母体建立联系)从母体吸收营养物质，使胚胎继续发育。易错点4关于胚胎移植过程的解释(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。(2)冲卵：是指用配制好的冲卵液，借助特制的冲卵装置，将供体母畜子宫或输卵管中的胚胎冲洗出来。(注意：此处“卵”指胚胎，不是卵子)(3)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同：①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移入受体子宫的胚胎位置应该与其在供体子宫内的位置相同或相似。(4)胚胎移植的两种方法：①手术法——引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口；②非手术法——将装有胚胎的移植管送入母体子宫的相应部位，注入胚胎。(5)胚胎移植时两次使用的激素及作用：第一次用激素对供、受体进行同期发情处理，如孕激素等；第二次用激素对供体进行超数排卵处理，一般用促性腺激素。易错点5移植胚胎来源及生殖方式易错点6试管动物与克隆动物的比较比较项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、细胞培养、胚胎(分割)移植实例试管牛多利羊过程生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质大部分来自供核生物体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等易错点7胚胎分割时的注意事项(1)内细胞团只有发育到囊胚阶段才会出现，它是发育胚胎的基础细胞，其他细胞为滋养层细胞，只为胎儿的发育提供营养。故对囊胚阶段的胚胎进行分割时一定要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(2)胚胎分割的份数越多，技术难度越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率也就越低。(3)对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。1．(2024·北京·高考真题)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。相关叙述错误的是(

)A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能B．实验过程中使用的培养基含有糖类C．类囊胚的获得利用了核移植技术D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育[答案]C．[解析]A、体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；B、实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。故选C。知识链接：该过程利用胚胎干细胞创造出了类胚胎结构，并在体外培养至原肠胚时期，将类囊胚移植进雄猴体内后，成功引起了雌猴的早期妊娠反应有可能会产生新生个体，该过程属于无性生殖。2．(2024·甘肃·高考真题)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述错误的是(

)A．藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵B．藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精C．受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理D．后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙[答案]B．[解析]A、促性腺激素能作用于卵巢，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵，A正确；B、从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；C、在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理，使受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确；D、后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。故选B。知识链接：胚胎移植基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理；配种或人工授精；对胚胎的收集、检查、培养或保存；对胚胎进行移植；移植后的检查。3．(2024·湖北·高考真题)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是(

)甲的浓度(μg/mL)卵母细胞(个)第一极体排出(个)成熟率(%)卵裂数(个)卵裂率(％)01067066.02840.011207965.84658.2101135346.91528.31001124842.8510.4A．实验结果说明甲抑制卵裂过程B．甲浓度过高抑制第一极体的排出C．添加1μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力D．本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准[答案]A．[解析]A、由表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；B、对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(＞10μg/mL，第一极体排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确；C、添加1μg/mL的甲，卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；D、卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。故选A。知识链接：据表可知，较对照组(甲浓度为0μg/mL)而言，甲浓度增大均使卵母细胞数量增多，对与第一机体排出个数、成熟率、卵裂数、卵裂率都呈先增加，后下降的趋势。4．(2024·湖北·高考真题)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是(

)A．选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体D．生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选[答案]D．[解析]A、选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体，进行超数排卵处理，A正确；B、胚胎移植前，采集部分滋养层细胞进行遗传学检测，B正确；C、作为受体的杜泊母山羊只需具备健康的体质和正常繁殖能力即可，但山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；D、生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子，D错误。故选D。知识链接：胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。5．(2023·广东·高考真题)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是(

)A．超数排卵 B．精子获能处理C．细胞核移植 D．胚胎培养[答案]C．[解析]由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于该过程为有性生殖，因此不需要涉及细胞核移植，所以C正确、ABD错误。故选C。知识链接：体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。(1)卵母细胞的采集和培养①主要方