(浙江选考)新高考生物一轮复习 专题12 现代生物科技专题 第36讲 胚胎工程与生态工程教学案 新人

第36讲胚胎工程与生态工程知识内容考试要求知识内容考试要求1．从受精卵谈起 a 4.生态工程在农业中的应用 a5.活动：庭院生态系统的经济效a 2．胚胎工程 a益分析3．生态工程的主要类型 a胚胎工程1．受精作用与胚胎发育过程精子＋卵→受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体。

(1)受精：成熟的精卵融合成为受精卵的过程。

精细胞需要变形、获能→精卵需要通过细胞表面的识别蛋白相互识别。

(2)哺乳动物的胚胎发育早期是在输卵管中开始的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期着床。

(3)卵裂：卵裂是有丝分裂；随着卵裂球细胞数目的增加，细胞体积逐渐变小；当卵裂球含2～8个细胞时，其中的每一个细胞均可发育成一个完整个体。

(4)囊胚期：内细胞团的细胞是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官。

(5)原肠胚期：细胞不断分化，出现了外胚层、中胚层、内胚层三个胚层和原肠腔。

2．胚胎工程(1)含义：在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术叫胚胎工程。

(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、胚胎干细胞等。

(3)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。

3．体外受精与胚胎体外培养(1)体外受精过程①从附睾中取出成熟的精子，在培养液中培养获能。

②给母体注射促性腺激素→取出卵母细胞和卵泡液→培养基中人工培养促进卵母细胞成熟。

③体外合适的条件下完成受精。

(2)胚胎体外培养①早期胚胎在子宫外发育。

②胚胎不同发育期需要不同的培养液。

③尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。

4．胚胎移植与胚胎分割(1)胚胎移植①原因：无法进行全体外胚胎培养。

②移植的胚胎可以来自试管，也可以取自输卵管或子宫角。

③移植的最适宜时期是8细胞以上的胚胎，如早期囊胚。

(2)胚胎分割①显微镜下用切割针或切割刀把早期胚胎切成多份。

②用胰蛋白酶处理卵裂球，使卵裂球中的细胞分散开。

③分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内。

5．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做饲养层培养胚胎干细胞，这样可以在促进干细胞生长的同时抑制干细胞的分化。

(3)获取：把囊胚放到饲养层的培养液中继续培养，直至内细胞团突出饲养层外，然后用酶消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：将胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中，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用于细胞克隆器官，为器官移植提供器官。

[基础诊断](1)同种生物精卵细胞能够相互识别主要依靠膜表面的糖蛋白(√)(2)受精的本质是精子依附于卵膜(×)(3)囊胚的饲养层细胞可发育成胚胎的附属结构或胚外结构(×)(4)内细胞团细胞已经发生分化，具有发育的全能性(×)(5)哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是每个细胞的DNA含量不断增加，全能性增高(×)(6)卵裂期的胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小(√)(7)受精卵卵裂过程中细胞的物质交换能力增强(√)(8)囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的(√)(9)用来促进供体母牛超数排卵的是下丘脑分泌的促性腺激素(×)(10)胚胎分割时应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或原肠胚(×)(11)从子宫角获取的早期胚胎可立即移至同期发情的受体子宫角继续发育(√)(12)“借腹怀胎”过程中，提供细胞核的个体为供体，提供去核细胞质的个体为受体(×)[教材热考拾遗](选修3 P47～P52相关内容改编)我国已实现部分“胚胎工程产业化”，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。

以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请回答：(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是________(用字母和箭头表示)，d操作的名称是________，h操作的核心是________，受精时受体的卵细胞处于________期。

(2)图中数字标号代表的结构名称是①________，②________，③________。

若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到________阶段的早期胚胎进行分割处理，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________________________ ________________________________。

解析：(1)培育“试管牛C”包括体外受精→胚胎移植→后代(a→b→f→g)；d操作是胚胎移植，h操作是基因工程技术，核心是构建重组DNA分子，受精时受体的卵细胞处于MⅡ中期。

(2)囊胚的结构包括：①滋养层、②囊胚腔和③内细胞团，胚胎分割时一般采用的是囊胚或桑椹胚，这两个阶段的细胞分化程度相对较低，对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。

答案：(1)a→b→f→g胚胎移植构建重组DNA分子MⅡ中(2)滋养层囊胚腔内细胞团桑椹胚或囊胚将内细胞团均等分割考法1 体内受精和早期胚胎发育(1)受精作用①受精前的准备a．精子获能：成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，此过程叫获能。

b．卵子的准备：卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。

②受精四步曲第一步：精子穿越放射冠和透明带。

顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。

第二步：精子进入卵细胞膜。

卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。

第三步：原核形成。

雄原核和雌原核形成。

第四步：配子结合。

雌雄原核融合形成合子(受精卵)。

(2)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[题组冲关]1．如图表示高等动物在早期胚胎发育中的个体发育过程，下列说法中正确的是( )A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C．爬行类、鸟类、哺乳类动物在早期胚胎发育中的原肠胚期是分化程度最高的时期D．囊胚期开始出现三胚层的分化解析：选C。

胚胎发育指受精卵发育成幼体的过程，胚后发育指幼体发育成性成熟个体的过程；受精卵卵裂形成囊胚，每个细胞的体积不断减小；原肠胚期出现三胚层的分化。

2．如图是某科研小组设计的用“精子介导基因转移法”培育转基因山羊(2n)的流程图。

据图回答下列问题：(1)“精子介导基因转移法”是利用精子易于与外源基因结合的能力，通过图中的①过程，将精子作为外源基因的________，由________的精子经过②过程，将外源基因送入卵母细胞。

(2)进行②过程的卵母细胞应处于______________期，此时细胞中含________个染色体组。

受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和______________。

(3)③过程需要在________________________(写出两点)等条件下进行。

(4)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或________所进行的多种显微操作和处理技术。

④过程涉及的胚胎工程技术是________。

解析：图中过程①为将外源基因导入精子，②为体外受精，③为早期胚胎培养，④为胚胎移植。

“精子介导基因转移法”就是先将外源基因导入精子，以精子作为外源基因的载体，通过体外受精将外源基因导入卵母细胞。

卵母细胞需培养至MⅡ中期才能进行受精作用，此时细胞中只有一个染色体组。

动物细胞培养需要满足的条件有：无菌无毒的环境、营养充足、适宜的温度和pH 、气体环境等。

答案：(1)载体 获能 (2)减数第二次分裂中 1 卵细胞膜反应 (3)无菌无毒、适宜的温度和pH 、营养充足、含95%空气加5%CO 2的混合气体(答出两点即可)(4)配子 胚胎移植考法2 体外受精和胚胎移植(1)早期胚胎培养①原肠胚不属于早期胚胎：早期胚胎是指可用于移植的胚胎，包括原肠胚之前的囊胚、桑椹胚，甚至更早的阶段。

②胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分不完全相同：动物细胞培养的培养液成分有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清、血浆等；胚胎培养液的成分一般比较复杂，除一些无机盐、有机盐外，还需要维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等。

(2)胚胎移植和胚胎分割移植①用于移植的胚胎来源及生殖方式a ．核移植――→早期胚胎培养无性繁殖。

b ．体外受精――→早期胚胎培养有性生殖。

c ．体内受精→冲卵→移植→有性生殖。

②胚胎分割a．理论基础：细胞的全能性。

b．基本程序：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。

c．囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

d．意义：加快繁殖速度。

③胚胎移植过程要经过两次检查a．冲卵后，对胚胎进行质量检查。

b．移植后，对受体进行是否妊娠检查。

(1)早期胚胎培养易出现的错误①卵裂阶段的细胞分裂方式——有丝分裂。

②受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减小。

③伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。

④该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。

(2)胚胎移植中易出现的错误①滋养层≠饲养层。

a．滋养层：囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。

b．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。

a．牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。

b．小鼠、家兔在桑椹胚前。

c．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。

[题组冲关]3．梅花鹿胚胎移植试验的主要流程如下。

下列相关叙述正确的是( )①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性解析：选D。

超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵细胞，而不是卵原细胞，故A错误；③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，故B错误；④过程为胚胎质量检查，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，故C错误；⑤过程为胚胎移植，成功率的高低与供体、受体的生理状况是否相同有关，故D正确。