高考生物一轮复习 第十单元 生物技术实践 第35讲 胚胎工程教案-人教版高三全册生物教案

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1 / 18 第35讲 胚胎工程

考试标准 加试 考试标准 加试

1.从受精卵谈起 a

2.胚胎工程

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考点一 胚胎发育与胚胎体外培养

1．受精作用

(1)过程：包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。

(2)同种动物精卵结合的原因之一：同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白。

2．胚胎发育的过程

受精卵：动物个体发育的起点，在输卵管内完成受精作用时已开始分裂

卵裂球 组成：2～8个全能细胞特点：卵裂球细胞数目增加，每个细胞的体积逐 渐减少

囊胚 组成 ①内细胞团：将来能发育成动物的所有组织 和器官②滋养层：将来发育成胚胎的附属结构或胚 外结构特点：细胞开始出现分化

原肠胚 组成：外胚层、中胚层、内胚层特点：胚层分化

3．胚胎工程的概念

(1)含义：在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术。

(2)技术：主要包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。

(3)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。 word

2 / 18 4．体外受精和胚胎体外培养

(1)精子的采集及获能：从附睾中取出成熟的精子，放入培养液中培养，使其达到获能状态。 (2)卵细胞的采集：最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后，用穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞，然后在体外进行人工培养，促进其成熟。

(3)受精：获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精。

(4)受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期是发育到8细胞以上的胚胎。

(5)胚胎体外培养

①早期胚胎在人工创造的环境中的发育。

②胚胎不同发育时期需要不同成分的培养液，尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。

思考讨论

1．填写早期胚胎发育的过程示意图，并分析

2．以下图表示体外受精过程的一个流程图，据图思考以下问题：

(1)体外受精的过程主要包括卵细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精等几个步骤。

(2)体外采集小鼠的卵子常用超数排卵处理法。

3．完善体外受精和胚胎体外培养 word 3 / 18

题型一 受精作用和胚胎发育

1．(2017·西乡塘区校级期末)以下有关受精作用的表达，错误的选项是( )

A．受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合

B．受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半

C．受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同

D．受精卵中的染色体来自父母双方且各占一半

答案 B

解析 受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合，这也是受精作用完成的标志，A项正确；受精卵中细胞核遗传物质来自父母双方的各占一半，而细胞质遗传物质几乎全都来自母方，B项错误；受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同，C项正确；受精卵中的染色体来自父母双方且各占一半，D项正确。

2．以下图表示通过体外受精培育牛的过程，以下表达错误的选项是( )

A．获取的精子经获能后才能进行体外受精

B．②过程只与细胞膜的流动性有关

C．③过程的细胞增殖方式是有丝分裂

D．④过程属于胚胎移植过程

答案 B

解析 在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，word 4 / 18 属于胚胎移植过程。

题型二 胚胎体外培养与克隆动物

3．如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答以下问题：

(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是________技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区别为前者是____________，后者是____________。

(2)一般用______激素对供体母牛做超数排卵处理，用______激素处理受体牛以便接受胚胎。

(3)如果培育转基因荷斯坦奶牛，可采用______技术将药用蛋白基因导入到_____中，在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，常采用的方法是____________技术，根据是否显示出杂交带进行鉴定。

(4)上述技术应用于人类所得到的婴儿通常叫__________，在生育方面有什么积极意义？______________________。

答案 (1)核移植 无性生殖 有性生殖

(2)促性腺 孕

(3)显微注射 受精卵 DNA分子杂交

(4)试管婴儿 解决患不孕不育症夫妇的生育问题

解析 动物克隆的技术手段主要是核移植，而图示技术手段为体外受精(其实质是有性生殖)。为使图示技术流程顺利完成，一般用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵，用孕激素处理受体牛使其易接受胚胎并利于胚胎着床。

4．据第三次全国大熊猫野外种群调查，全世界野生大熊猫不足1600只，因此，如何保护和繁殖大熊猫是亟待解决的问题，现设计如下繁殖过程。请回答以下问题：

(1)“克隆熊猫〞培育技术为胚胎干细胞核移植，培育成功的部分原因是卵细胞质具有调控word 5 / 18 _______发育的作用。图中A过程是_________；为了抑制细胞分化，要在培养皿底部制备一层细胞(如胚胎成纤维细胞)，称为____________。

(2)图中激素处理可使供体________，从而可培育更多的早期胚胎。代孕受体在移植前需要经过________处理，以便早期胚胎成功植入或着床。

(3)以下对象中，通常不适合胚胎移植的是________。

A．受精卵B．八细胞胚

C．桑椹胚D．早期囊胚

(4)为了繁殖更多后代，可以通过________技术，产生同卵多仔。以下关于该技术的表达中，错误的选项是________。

A．增加胚胎数量，快速繁殖

B．同卵多仔的表现型一定相同

C．该技术涉及显微操作技术

D．可以采用相关酶处理卵裂球

答案 (1)细胞核 (胚胎干)细胞培养 饲养层

(2)超数排卵 同期发情

(3)A (4)胚胎分割(和移植) B

解析 (1)重组细胞中，卵细胞质中的一些蛋白因子会逐渐替换掉细胞核中阻碍核基因表达的调节蛋白，促进其全能性的表达；A过程是将囊胚的内细胞团细胞——胚胎干细胞取出进行培养的过程；培养皿底部的一层细胞称为饲养层，可促进胚胎干细胞生长而抑制其分化。

(2)图中激素处理供体，会促进其超数排卵，受精后产生更多胚胎；为了给移植胚胎创造良好的孕育条件，应对代孕母畜进行同期发情处理。

(3)受精卵直接移植成功率不高，通常会先进行胚胎体外培养，然后对早期胚胎进行筛选，选择健康的胚胎进行移植，以提高成功率。不同动物移植的最正确时期有差异，因此将受精卵培养到什么阶段视物种而定。

(4)胚胎分割能够使一个胚胎分割成几个胚胎，从而增加繁殖量；胚胎分割处理的是早期胚胎，体积非常小，需要显微操作，可用切割针或切割刀进行切割，也可采用酶消化的方法，使胚胎数量在原来的基础上明显增加，虽然这些胚胎来自同一受精卵，遗传物质相同，但环境因素对其性状表现也有一定的影响，故表现型未必完全一致。

克隆动物、试管动物与转基因动物的比较 word

6 / 18 项目 克隆动物 试管动物 转基因动物

技术 核移植 体外受精 DNA重组技术

生殖方式

无性繁殖 有性生殖 有性生殖或保持原生殖方式

遗传特性 主要与供核个体相同 具备双亲的遗传性状 具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性

相同点 三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎

考点二

胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞

1．胚胎移植

(1)概念：指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。

(2)供体：指提供胚胎的动物。

(3)受体(代孕母)：接受胚胎的动物。

(4)过程：供体母畜―→早期胚胎――→移植同期发情排卵、但未经配种的受体的相应部位――→分娩后代。

(5)意义：胚胎工程中获得后代的唯一方法。

2．胚胎分割

(1)概念：借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。

(2)基本过程：良种母牛取出,早期胚胎―-----―→切割针刀或采用酶处理等方式分割的胚胎或细胞――----------→直接移植或在体外培养到囊胚阶段再移植受体――→发育产仔后代。

(3)意义：可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖良种畜的方法。

3．胚胎干细胞

(1)来源：囊胚内细胞团。

(2)培养：一般用胚胎成纤维细胞作饲养层培养胚胎干细胞，这样可以满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞的分化。

(3)获取：把胚胎干细胞放到有饲养层的培养液中培养，直到内细胞团突出饲养层外，用酶消word

7 / 18 化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。 (4)应用：①胚胎干细胞核移植：把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。

②用干细胞克隆器官，为器官移植提供器官。

思考讨论

1．胚胎移植分析

(1)“供体〞与“受体〞的确定：提供胚胎的个体称为“供体〞，接受胚胎的个体称为“受体〞；供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。

(2)实质：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换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变。

(3)优势：可以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。

(4)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体进行处理使其超数排卵。

(5)胚胎移植产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，与受体牛没有关系。

2．胚胎分割分析

(1)胚胎分割

对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须将内细胞团均等分割：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育成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。假设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，含内细胞团少的部分发育不良，甚至不能发育等问题。

(2)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。

3．用于移植的胚胎来源及生殖方式

(1)核移植――-------→早期胚胎培养无性繁殖。

(2)体外受精―-----―→早期胚胎培养有性生殖。

(3)体内受精→冲卵→移植→有性生殖。

4．滋养层与饲养层的关系

(1)滋养层：囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层最终发育成胚胎的附属结构或胚外结构。