2018版高考生物大一轮复习第十二单元现代生物科技专题第44讲胚胎工程学案

第44讲 胚胎工程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)体内受精与早期胚胎发育1．精子和卵子的发生比较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应的生理变化后，才能获得受精能力。

(2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。

(3)受精过程3．早期胚胎发育卵裂期⎩⎪⎨⎪⎧细胞分裂方式：有丝分裂细胞数量增多，胚胎总体积不增加或略 有缩小↓细胞数目为32个左右细胞都具有全能性↓⎩⎪⎨⎪⎧内细胞团：发育为胎儿的各种组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘↓外胚层：内细胞团表层的细胞内胚层：内细胞团下方的细胞1．受精过程中的“三大反应”和防止多精子入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应：精子释放的顶体酶可直接溶解卵丘细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。

(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，它是防止多精子入卵受精的第一道屏障。

(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内，这是防止多精子入卵受精的第二道屏障。

2．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)受精的标志≠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．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，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。

(2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，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。

4．早期胚胎发育(1)过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。

(2)图示如图甲是卵子的发生过程，图乙表示哺乳动物发育过程的几个阶段，请据图回答下列问题：(1)图甲中A是第一极体，B是________，E是指________，阶段C是指胎儿期，阶段D 是指初情期后，能发生染色体着丝点分裂的阶段是________(填图中标号)。

(2)进行体内受精的顺序，正确的是________。

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(3)写出图乙中各个阶段的名称：F：________，G：________，H：________。

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

(5)F时期的细胞具有发育上的________性，G时期开始出现________，H时期开始出现________。

(6)[2]将来发育成______________________。

答案：(1)合子受精①④(2)D(3)桑椹胚囊胚原肠胚(4)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(5)全能细胞分化胚层分化(6)胎儿的各种组织体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用1．体外受精2．早期胚胎培养(1)培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。

(2)胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。

3．胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞培养 (1)胚胎移植①地位：胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。

②主要过程：对供、受体的选择和处理⎩⎪⎨⎪⎧选择：遗传性能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处理：同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理↓进行配种或人工授精 ↓对胚胎的收集、检查、处理⎩⎪⎨⎪⎧收集：冲卵检查：对胚胎进行质量检查，这时胚胎 应发育到桑椹胚或囊胚阶段处理：直接向受体移植或放入－196 ℃ 的液氮中保存↓胚胎移植—方法：手术法和非手术法 ↓胚胎移植后的检查—检查受体母牛是否妊娠 ③意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。

(2)胚胎分割①材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。

②实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。

③注意：对囊胚分割时，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。

(3)胚胎干细胞(ES 或EK 细胞) ①来源：早期胚胎或原始性腺。

②特点：形态上体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。

③培养过程受精卵→早期),\s\do5(胚胎))――→分离内细胞团并转入培养皿中胚胎干细胞—⎪⎪⎪⎪――→加饲养层分裂――→不加饲养层分化1．胚胎的早期培养的培养液与动物细胞培养液成分的比较不同。

2．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。

3．人工授精和体外受精的比较(1)滋养层≠饲养层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，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。

②饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。

(2)不同动物胚胎移植的时间不同 ①牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。

②小鼠、家兔在桑椹胚前。

③几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。

1．如图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程，其中①～⑤表示操作过程。

请回答以下问题：(1)图中①过程涉及的精子需进行________处理；防止多精入卵的两道屏障为__________________________。

(2)对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是________________。

(3)图中②过程所用的方法是____________。

外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能发育成转基因牛，而有的会死亡，请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)图中b、c分别代表囊胚的________________________________________________________________________。

(5)图中④过程表示________________________________________________________________________，由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为________。

答案：(1)获能透明带反应、卵细胞膜反应(2)促使其超数排卵(3)显微注射法外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能表达(合理即可)(4)囊胚腔、内细胞团(5)胚胎分割和胚胎移植100%2．(2015·高考重庆卷，8)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。

(1)拟进行如下杂交：♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)―→C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常____________________。

若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是________性状。

为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是________，后代中出现这种母牛的概率是________(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。

(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。

精子要具有受精能力，需对其进行________________________________________________________________________ 处理；卵子的成熟在过程________中完成。

在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是________________________________________________________________________。

为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的____________________。

子代母牛的优良性状与过程________的基因重组有关。

(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用________技术。

答案：(1)生长发育或胚胎发育隐性♂A×♀C1/8(2)获能或增强活力③供能性别、高产奶和适应生长的基因②(3)胚胎分割3．(2017·广东六校联考)为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题：(1)试管牛的培育属于______________(“有性繁殖”或“无性繁殖”)；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、________________等；克隆牛的培育依据的原理是________________________________________________________________________。

(2)促使B牛多排卵的激素一般是______________________________。

对B牛和D牛要进行____________________________处理。

(3)在受精的过程中，卵子受精的标志是______________________________。

(4)要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将______________________和乳腺蛋白基因的________、________等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是____________________________)，再通过________法导入牛的________中。

解析：(1)试管牛的培育属于有性繁殖，试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、胚胎移植等；克隆牛的培育依据的原理是动物细胞核具有全能性。