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2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第2章第3节第2课时胚胎工程技术及其应用第2课时胚胎工程技术及其应用[学习目标] 1.简述体外受精的主要操作步骤。
2.简述胚胎移植的生理学基础和基本流程。
3.简述胚胎分割概念。
一、体外受精和胚胎移植1．体外受精(1)试管动物：通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
(2)体外受精的步骤①卵母细胞的采集：要培养成熟，即培养到M Ⅱ期。
②精子的获取：要进行获能处理。
③受精。
(3)意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
2．胚胎移植(1)概念：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)供体和受体①供体：提供胚胎的个体。
②受体：接受胚胎的个体。
(3)基本程序(以牛的胚胎移植为例)(4)胚胎移植的意义①充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
②大大缩短了供体本身的繁殖周期。
③对供体施行超数排卵处理后，增加后代数量。
判断正误(1)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精()(2)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移()(3)胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，也可直接移植受精卵() (4)超数排卵需外源促性腺激素()答案(1)×(2)√(3)×(4)√解析(1)采集的卵母细胞需在体外培养，使其发育到MⅡ期才能与获能的精子受精。
(3)胚胎移植是胚胎工程中最终技术环节，移植的胚胎一般在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。
任务一：胚胎移植的生理学基础请结合牛的胚胎移植的过程图解，分析回答下列问题：1．将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？提示不一定能正常发育。
一般情况下应移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，在移植前应对受体进行同期发情处理。
课时跟踪检测（十）胚胎工程的理论基础一、选择题：每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
1．下列关于受精和早期胚胎的说法中，正确的是()A．体外受精和体内受精都需要获能B．卵母细胞在受精时已完成减数分裂C．精子的头部主要是由遗传物质组成D．原肠胚的细胞属于全能细胞解析：选A不管体内受精还是体外受精，都需要获能，A正确；卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的，B错误；精子的头部主要是细胞核，C错误；原肠胚的细胞属于囊胚期已经分化的细胞，因此，不属于全能细胞，D错误。
2．如图所示细胞中，哪一个代表受精的卵子()解析：选C当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。
3．下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是()A．受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官的分化B．卵→卵裂→原肠胚→组织器官的分化C．受精卵→囊胚→原肠胚→幼体D．受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体解析：选D高等动物胚胎发育过程为受精卵首先通过卵裂形成32个细胞左右的桑葚胚，桑葚胚进一步发育形成具有囊胚腔的囊胚，囊胚孵化后进一步发育形成具有三个胚层的原肠胚，然后出现组织器官的分化，最后形成幼体。
4．哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是()A．细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大B．细胞的数目增多，有机物含量大增C．每个细胞的DNA含量不断增加，全能性提高D．逐渐出现了原肠腔，并有了胚层的分化解析：选A胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期，其特点是细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小，由此可以推知，每个细胞的体积在逐渐减小，所以细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大，A正确。
由于处于卵裂期的细胞还没有与母体建立联系，不能从母体获取营养物质，所以在细胞分裂时，全部依靠自身储存的有机物，因此随着卵裂的不断进行，有机物被不断消耗，有机物总量在不断减少，B错误。
第3节胚胎工程一胚胎工程的理论基础课程标准素养要求简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。
1.生命观念：联系自我，感受生命发生的珍贵，树立珍爱生命的意识。
2．科学思维：通过学习，自主构建“精卵发生→受精→胚胎发育”的动态机制模型。
一、胚胎工程1．概念：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。
2．技术手段：包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
二、受精[提醒]卵巢中的卵子尚未发育成熟，不具备受精能力；而输卵管中的卵子已发育至MⅡ中期，具备了受精能力。
三、胚胎早期发育(1)精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。
()(2)次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ完成于排卵前后，场所是卵巢内。
()(3)受精完成的标志是在观察到两个极体或者雌、雄原核。
()(4)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。
()(5)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。
()(6)胚胎发育过程中开始分化的阶段是原肠胚期。
()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×知识点一受精受精的过程与场所(1)受精前的两个准备(2)防止多精子入卵的“两大反应”(3)原核形成及融合[温馨提示] (1)受精的标志≠受精完成的标志。
受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
(2)雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
1．下列有关哺乳动物受精的叙述，正确的是()A．在自然条件下，受精在子宫中完成B．精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力C．动物排出的卵子成熟程度不同，需培养到减数分裂Ⅰ中期才具备受精能力D．精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵答案：D2．(2021·福建泉州高二期末)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ⅡB．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，尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶解析：选B。
第三节胚胎工程的应用及前景学习目标课程标准1．掌握胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用。
(重、难点)2．了解胚胎分割的应用意义。
3．掌握胚胎干细胞的概念和分离途径。
(难点)1．举例说出胚胎干细胞的移植。
2．举例说出胚胎工程的应用。
3．利用互联网搜集有关干细胞研究进展的资料。
基础知识·双基夯实一、胚胎移植1．胚胎移植的概念(1)对象：雌性动物的①__早期胚胎__或通过②体外受精及其他方式得到的胚胎。
(2)受体：③__同种的__、生理状态相同的其他雌性动物的体内。
(3)地位：是胚胎工程其他技术的④__最后__一道工序。
2．胚胎移植的优势(1)充分发挥雌性优良个体的⑤__繁殖潜力__。
(2)大大缩短了供体本身的⑥__繁殖周期__，增加供体一生繁殖后代的数量，从而推动了畜牧业的发展。
3．胚胎移植的生理学基础(1)同种动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，生殖器官的⑦__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⑧__生理环境__。
(2)哺乳动物的早期胚胎形成后处于⑨__游离__状态，为胚胎收集提供了可能。
(3)不发生⑩__免疫排斥反应__，是胚胎存活的条件。
(4)供体胚胎与受体子宫建立正常的⑪__生理__和⑫__组织__联系，但⑬__遗传特性__不受影响。
4．胚胎移植的基本程序供受体的选择和⑭__处理__―→⑮__配种__或人工授精―→对胚胎的⑯__收集__、检查、⑰__培养__或保存―→胚胎⑱__移植__及移植后的检查。
5．胚胎移植中供体和受体的职能(1)供体职能：只产生具有⑲__优良性状的生殖细胞__。
(2)受体职能：完成⑳__妊娠__任务。
6．胚胎移植技术中胚胎的来源○21__转基因__、○22__核移植__或○23__体外受精__等技术都可获得胚胎。
二、胚胎分割1．胚胎分割的概念胚胎分割是指采用○24__机械方法__将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经○25__移植__获得同卵双胎或多胎的技术，胚胎分割可以看做动物○26__无性繁殖__或○27__克隆__的方法之一。
2021-2021高中生物选修三-专题3-胚胎工程〔含解析〕一、单项选择题1.以下关于胚胎工程的表达，错误的选项是〔〕A.体外受精是指精子和卵子在相应溶液中受精B.对囊胚进展分割时滋养层必需均等分割C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需参加血清D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术表达中错误的选项是()A.排卵是指卵子从卵泡中排出B.排出的卵是的初级卵母细胞或次级卵母细胞C.排卵是指卵泡从卵巢中排出D.次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于受精过程中，在输卵管内消费过程中，不是必需的操作是( )A.卵母细胞的采集和培养B.受精卵中导入抗病毒基因C.精子的采集和获能D.胚胎的早期培养和移植4.以下关于胚胎工程说法错误的选项是〔〕A.供体与受体在胚胎移植前后的生理环境须保持一致B.在胚胎移植前可采用胚胎分割技术快速繁殖C.运用胚胎移植技术培育的试管牛属于动物克隆D.须配制一系列不同成分的培养液以培养不同发育时期的胚胎5.以下有关受精作用的表达中，错误的一项为哪一项()A.受精卵中全部遗传物质来自父母双方,各占一半B.受精时，精子和卵细胞双方的细胞核互相交融C.受精卵中染色体数与本物种体细胞染色体数相等D.受精卵中染色体，来自父母双方,各占一半6.良种试管牛的繁殖过程是：用激素促进甲牛多排卵，然后把卵母细胞在体外与人工采集的乙牛的精子进展受精，在特定培养基上培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内，孕育成试管牛．以下相关表达错误的选项是〔〕A.产生试管牛的生殖方式属于有性生殖B.处理甲牛的激素可能是孕激素C.甲牛、乙牛对试管牛核基因的奉献一样D.该技术可应用于加速优良种畜的繁殖7.与无性生殖相比，有性生殖的后代具有更大的变异性，其根本原因是〔〕A.基因突变频率高B.产生新基因组合时机多C.产生许多新的基因D.更易受环境影响而发生变异〔〕A.雌、雄原核的交融B.精卵相遇，发生顶体反响C.精子接触透明带D.卵黄膜和透明带间出现两个极体9.以下不可能是微生物生殖方式的是〔〕A.孢子生殖B.出芽生殖C.分裂生殖D.营养生殖10.以下有关受精卵和受精作用的表达中，错误的选项是〔〕A.受精卵中的遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲B.受精卵中的染色体一半来自卵细胞C.受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的D.受精过程中，卵细胞膜和精子膜上的糖蛋白发挥了作用二、填空题11.如下图为某生物生活周期示意图．请据图答复：〔1〕以下过程的细胞分裂方式分别是：A________；C________；E________．〔2〕B过程称为________；A、B过程的意义是________ ．〔3〕该示意图的全过程，反映了细胞分裂是生物体________的根底．12.下面是有关胚胎工程的相关问题，请答复：〔1〕胚胎工程是对动物________或________所进展的多种显微操作和处理技术．胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过________给受体才能获得后代．〔2〕哺乳动物的体外受精主要包括________、________和受精等几个主要步骤．假设要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射________，使其排出更多的卵子．〔3〕精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入________中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育才能．〔4〕胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，它除了能从早期胚胎中别离外，还可以从________获得．胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，可以维持________的状态．答复以下与胚胎工程有关的问题：〔1〕哺乳动物精子发生的场所是________ ，圆形的精子细胞经过变形，其中的________变为精子头的主要局部，高尔基体发育为头部的顶体，顶体内含有的________能协助精子穿过卵母细胞的________和透明带．〔2〕哺乳动物卵子的发生过程中，减数第一次分裂是在________完成的，减数第二次分裂是在________的过程中完成的．〔3〕在体外受精前，要对精子进展获能处理．通常采用的体外获能的方法有________法和化学诱导法两种．化学诱导法即将精子放在一定浓度的________中获能．〔4〕假设要通过胚胎移植获得遗传物质完全一样的两个新个体，可对发育到________阶段的早期胚胎进展________处理，再植人受体内．14.某雄性生物体细内的DNA含量为2a，如图表示减数分裂、受精作用及受精卵的有丝分裂过程的DNA变化，据图答复：〔1〕从A到G表示的是________分裂过程；曲线由J到O表示的是________分裂过程．〔2〕能表示初级精母细胞的时期是________〔用字母表示〕．E时期的细胞叫________细胞；G时期的细胞称________．〔3〕由A→C，DNA的含量增加一倍，是因为________ ．由D→E，DNA的含量又减少一半，原因是________别离，平均分配到两个子细胞．由F→G，DNA含量再减少一增，原因是________别离，平均分配到两个子细胞．〔4〕由H→J，DNA的含量又增加一倍，恢复到原来的数目，是因为________使两配子结合成合子．I时的细胞称为________．消费有着非常重要的意义．目前，别离精子技术是有效的性别控制方法．例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们别分开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛〔如下图〕．根据以上信息答复以下相关问题：〔1〕图中过程①是通常采用的________技术，在这个过程中刚刚获取的精子必须经过________处理才能与卵细胞结合形成受精卵，为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的________．〔2〕过程②中，受精卵培养发育至________时期，再经________到代孕母牛，从而获得后代．假设希望同时获得多个性状一样的个体，可以使用________技术．〔3〕动物“生物反响器〞是转基因动物技术中最诱人的局部之一，在利用该技术培育转入牛长激素基因奶牛过程中，常选用的受体细胞是________，导入目的基因常用的方法是________．16.答复以下有关胚胎工程方面的问题：〔1〕自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或________中别离出来的一类细胞．〔2〕胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，________明显；在功能上具有________．〔3〕通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用________处理可使其一次排出多枚卵母细胞．〔4〕假设要同时产生多个一样的转基因牛，常用到________技术，在操作时要对内细胞团进展________．〔5〕胚胎移植是否成功，与供体和受体的生理状况有关，大量的研究已经证明，受体子宫对植入的胚胎根本不发生________ ．17.如图表示甲乙两个细胞之间信息交流的模型，箭头示信息传递方向．请据图答复：〔1〕假如甲乙分别是精子和卵细胞，同种生物的精、卵细胞外表通过信息分子互相识别，这种信息分子的化学本质是________．当哺乳动物精子外表和卵黄膜外表的信息分子接触识别时，可引起________反响，这是防止多精入卵的措施之一．〔2〕假如甲乙两细胞构成一个突触，在兴奋传递时两细胞之间传递信息的物质称为________．兴奋在甲乙细胞之间只能单向传递的原因是________〔3〕假设甲是垂体中的分泌细胞，乙是甲状腺细胞，甲乙之间可以传递信息的物质有________，运输这些物质的载体是________．〔4〕去甲肾上腺素是由肾上腺分泌的一种激素，它可在突触中传递信息，淋巴细胞外表也可以承受这种激素进而产生相应的生理反响．该事实说明，机体维持稳态的调节机制是________调节网络．18.下面是有关胚胎工程的相关问题，请答复：〔1〕胚胎工程是对动物________或________所进展的多种显微操作和处理技术．胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过________给受体才能获得后代．〔2〕哺乳动物的体外受精主要包括________、________和受精等几个主要步骤．假设要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射________，使其排出更多的卵子．〔3〕卵子需要发育到________时期，才具备受精才能．此时的卵子________〔能、不能〕与直接取自附睾尾部的精子受精，原因是________．〔4〕精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入________中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育才能．19.基因型为AaBb的某种植物自交，其胚乳的基因型是________．20.答复以下有关胚胎工程的问题：〔1〕胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进展的多种显微操作和处理技术．包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、________等技术，其中________是其他技术的最后一道“工序〞．〔2〕正常情况下成年雄性家畜每次射出的精子数以亿计，但通常只有一个精子与卵子结合，原因是卵子在受精阶段有防止多精入卵的屏障：即________和________ ．〔3〕如图为胚胎分割相关过程图解，答复以下问题：①A应为培养到________期的成熟卵子，B的尾由精细胞的________演变而来．②经胚胎移植产下的同卵双生后代，遗传物质来源于A的比例应________〔填“大于〞、“小于〞、“等于〞〕．③假设进展设计试管婴儿，可对图中的囊胚进展________，由图示过程进展繁殖后代属________〔填“有性生殖〞或“无性生殖〞〕．三、综合题〔1〕写出图中数字所代表的构造的名称：①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________〔2〕草履虫进展________生殖；蘑菇进展________生殖，酵母菌和水螅常常进展________生殖．〔3〕以下图解表示水稻〔2n=24〕胚珠中胚囊的发育过程，试根据图答复：①水稻种子的种皮遗传物质应为________n，其中遗传物质应与________一样．②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体________条，其中卵细胞中含染色体________条；假设水稻授粉受精后发育成胚和胚乳，那么胚细胞中含有染色体________条，胚乳细胞中含染色体________条．③7细胞或8核中的7细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，假设水稻的基因型为AaBb，那么胚囊母细胞基因型为________．④假如水稻卵细胞基因型应为Ab，那么极核的基因型为________，其原因是________．22.如图是胚胎示意图，据图答复：〔1〕图中b是________．〔2〕图中a是胎盘，它是由________共同组成的．〔3〕受精卵是在________中形成的，胚胎发育的主要场所是________．〔4〕图中c是________，当其发育成熟后就从母体生出来，这种生殖方式叫________．〔5〕胚胎发育初期所需要营养物质来自________，胚胎在子宫内发育所需要的营养物质是通过________从母体获得的．答案解析局部一、单项选择题1.【答案】B【考点】胚胎工程的概念及操作对象【解析】【分析】体外受精是指精子和卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程，A正确；对囊胚进展分割时内细胞团必需均等分割，B错误；动物细胞培养过程中需参加血清，C正确；试管婴儿属于有性生殖，需要体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，D 正确。
