2019届高考生物一轮复习精品导学案：10.3 胚胎工程(解析版)

1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)。

2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)。

3.胚胎工程的应用(Ⅱ)。

一、体内受精和早期胚胎发育1．精子和卵子的发生的比较2.受精(1)精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相对应的生理变化后，才能获得受精水平。

(2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减Ⅱ中期时，才具备与精子受精的水平。

(3)受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带→精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别→精子遗传物质进入卵细胞→原核形成和融合。

(4)防止多精子入卵的机制：第一道屏障：透明带反应；第二道屏障：卵细胞膜反应。

(5)受精标志和受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。

3．胚胎发育过程受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。

(1)哺乳动物的早期胚胎发育是在输卵管中实行的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期着床。

(2)卵裂：细胞分裂方式是有丝分裂。

(3)囊胚：由滋养层细胞和内细胞团构成，内细胞团细胞具有发育全能性，能分化出幼体动物的所有组织器官。

(4)原肠胚：出现了三个胚层和原肠腔。

二、体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 1．体外受精(1)卵母细胞的采集和培养⎩⎪⎨⎪⎧超数排卵法：用促性腺激素处理后冲卵直接采集法：从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或直接 从活体动物的卵巢中吸取(2)精子的采集和获能⎩⎪⎨⎪⎧采集：假阴道法、手握法、电刺激法获能：培养法、化学诱导法(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。

2．胚胎的早期培养(1)目的：检查受精状况和受精卵的发育水平。

培养液成分巧记⎩⎪⎨⎪⎧两“盐”：无机盐和有机盐两“素”：维生素和激素两“酸”：氨基酸和核苷酸另有水和血清等(3)胚胎处理：向受体移植或冷冻保存。

3．胚胎分割 (1)概念①方法：机械方法。

②分割份数：将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等。

③目的：获得同卵双胎或多胎。

(2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。

(3)材料：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。

(4)要求：将内细胞团均等分割。

5．胚胎干细胞(1)来源：早期胚胎或原始性腺。

(2)特点⎩⎪⎨⎪⎧①形态：体积小、细胞核大、核仁明显②功能：具有发育的全能性③体外培养：可增殖而不发生分化高频考点一图析配子的发生例1．分析下面图解判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别( )A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间B．MⅠ和MⅡ的时间连续性C．成熟生殖细胞是否经过变形D．成熟生殖细胞中染色体的数目【答案】D【变式探究】下图表示卵子的发生过程。

与此相关的叙述中，不合理的是( )A．图中A是第一极体，B是合子，E是指受精，阶段C是指胎儿期，阶段D是指初情期后B．当观察到第二极体时，能够表明卵子已经完成了受精C．能发生染色体着丝点分裂的阶段是①④D．①阶段存有的变异方式有基因突变、基因重组和染色体变异【答案】D【解析】图中①为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；③为减数第一次分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，所以E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期开始的，所以阶段C 为胎儿期，阶段D为初情期后。

当观察到两个第二极体时，表明卵子已完成了受精作用。

着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，所以①④均能发生着丝点分裂。

有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异，没有基因重组。

【归纳提升】图解精子和卵子的产生过程高频考点二体内受精及早期胚胎发育过程分析例2．关于体内受精的顺序，准确的是( )①第一次卵裂开始②释放第二极体③顶体反应④穿越透明带⑤雌、雄原核的形成⑥核膜消失A．①②③④⑤⑥B．③②④⑤⑥①C．④⑤②①③⑥D．③④②⑤⑥①【答案】D【变式探究】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)写出各个阶段的名称：A：____________，B：____________，C：____________。

(2)写出图中各标号的名称：[2]__________，[4]__________，[5]____ ________，[7]__________，[8]____________。

(3)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____________。

(4)[2]将来发育成__________________。

(5)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____________________、____________________。

【答案】(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)全能细胞分化胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)透明带反应卵细胞膜反应高频考点三体外受精过程分析例3．下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( )A．获取的精子经获能后才能实行体外受精B．②过程只与细胞膜的流动性相关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】在实行体外受精时，获取的精子需获能后才能实行体外受精；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(与膜的流动性相关)、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，属于胚胎移植过程。

【变式探究】根据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题。

(1)体外受精的过程主要包括______________________、____________________________及受精等几个步骤。

(2)采集精子的方法主要有____________、____________和________________。

获能的方法有________________和____________________。

(3)体外采集小鼠的卵子常用________。

A．超数排卵处理法B．活体采卵法C．从早期胚胎中采集D．从屠宰后母鼠卵巢中采集(4)怎样用一个流程图表示体外受精过程？【答案】(1)卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(2)假阴道法手握法电刺激法培养法化学诱导法(3)A (4)如图所示【解析】哺乳动物体外受精的过程主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精几个步骤。

精子采集的方法有假阴道法、手握法、电刺激法。

获能的方法有培养法和化学诱导法。

对于实验小动物，卵子的采集常采用超数排卵处理法，对大家畜或大型动物，常采用活体采卵法或从已屠宰母畜的卵巢中采集的方法。

高频考点四早期胚胎培养和胚胎移植的条件和过程分析例4．培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。

若要培育成功，下列叙述准确的是( )A．甲过程中可通过给母山羊注射相关激素使其超数排卵B．乙过程的目的之一是促动卵母细胞和精子的成熟C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母山羊子宫内【答案】A【变式探究】试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。

请根据试管牛的生产流程图回答相关问题：(1)①②过程分别表示____________、____________。

(2)对供体母牛的要求是__________________________，通常母牛每次只排出一枚卵母细胞。

(3)从母牛体内获得的卵母细胞需要培养到____________________(时期)才能与精子结合。

在体外培养受精卵时，需要满足以下条件：________________，营养、温度和pH以及气体环境。

(4)生产上常用____________期的胚胎实行②过程。

【答案】(1)体外受精胚胎移植(2)遗传性能和生产性能优良(3)减数第二次分裂中期无菌无毒的环境(4)桑椹胚或囊胚【解析】培育试管动物首先选择遗传性能和生产性能优良的母牛，获取的卵母细胞要培养到减数第二次分裂中期才能实行体外受精，等胚胎发育到桑椹胚或囊胚期时实行胚胎移植。

【归纳提升】1．克隆动物和试管动物的异同(1)试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。

(2)试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。

(3)试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。

(4)试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。

(5)获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。

2．胚胎的早期培养的培养液与动物细胞培养液成分的比较(1)区别不同。

(2)巧记方法：胚胎早期培养的培养液成分巧记为两“盐”、两“素”和两“酸”。

两“盐”：无机盐和有机盐；两“素”：维生素和激素；两“酸”：氨基酸和核苷酸。

另外还有水和血清等。

高频考点五胚胎分割和胚胎干细胞的应用及过程分析例5．关于胚胎分割的叙述，准确的是( )A．能够将胚胎任意分割成多块B．胚胎分割是一种有性生殖C．胚胎分割后，移植获得的后代基因型完全相同D．胚胎分割是在动物体内实行的【答案】C【变式探究】如图为牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题。

(1)①阶段常用____________激素对供体母牛实行处理，其目的是获得更多的卵子。

(2)冲卵的生理基础是___________________________________________。

(3)③阶段对胚胎实行质量检查，这时的胚胎应发育到________________或________________阶段。

(4)若要通过④获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对③阶段检查合格的胚胎实行______________技术处理，该过程中应注意对______________实行均等分割。

(5)ES或EK细胞的形态特征是____________________________________________，在培养液中加入________________，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。

【答案】(1)促性腺(2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系(3)囊胚桑椹胚(4)胚胎分割内细胞团(5)体积小、细胞核大、核仁明显分化诱导因子1.（2019新课标2卷.40)（15分）下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

回答下列问题：（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。