新高考 一轮复习 人教版胚胎工程 教案 (1).docx

第三讲胚胎工程素能目标备考明确琮合运用能力0理考点提素能O考点一胚胎工程的理论基础自.学.区自.学.区必备知识1.受精胚胎工程的概念.生殖细胞、受精卵或早期殖胎细胞技术手段.体外受精、胚胎移植和胚胎分割等目的将获得的胚胎移植到雌性动物体内一产生后代，满足人类的各种需求实质 在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行模拟操作(2)受精过程概念：精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程。准备阶段受精阶段场所：雌性动物的触堕内。L精子获能:在雌性动物生殖道发生相应生理变化-卵子的准备：发育到m n期才具备受精能力L精子穿越卵细胞膜外的结构精子接触卵细胞膜一精f入卵形成雄原核，卵子完成减数分裂II,形成雄原核1-雌、雄原核结合形成包里2.胚胎早期发育胚胎。（6）胚胎移植后，为了判断胚胎能否在受体子宫中存活，要对受体母牛进行是否妊娠 的检查。答案：（1）（次级）卵母细胞促性腺激素（2）获能维持培养液的pH （3）桑甚胚或囊胚 囊胚腔要将内细胞团均等分割（5）手术法非手术法（6）是否妊娠练真题备高考O一、培养科学思维1. （20204月浙江选考）以下关于利用胚胎工程培育优质奶牛的表达，正确的选项是（）A.从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内B.在体外完成受精后的受精卵，将其植入子宫即可完成着床C.随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积和有机物总量显著增加D.在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中，胚胎干细胞不易发生分化解析：选D 从雄性奶牛中采集到的成熟精子要经获能处理后才能进入卵子内，A错误; 在体外完成受精后的受精卵，需培养至早期胚胎（如早期囊胚）才能将其植入子宫完成着床， B错误：随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积不会增加，有机物总量减 少，C错误；胚胎成纤维细胞可分泌一些能抑制细胞分化的物质，在含有经辐射处理的胚胎 成纤维细胞的培养体系中，胚胎干细胞不易发生分化，D正确。2. （2018江苏商考）以下关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的表达，正 确的是（）A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植C.使用免疫抑制剂以防止代孕牛对植入胚胎的排斥反响D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高解析：选A 胚胎工程中，通常采用注射激素的方法对良种母牛进行超数排卵处理；体 外培养发育到桑格胚期或囊胚期的胚胎即可进行移植；受体母牛不会对移入子宫的外来胚胎 发生免疫排斥反响，所以受体不需要使用免疫抑制剂；采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可 能性是有限的，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功率很低。3. （2017江苏疥君）以下关于小鼠体外受精及胚胎发育的表达，错误的选项是（）A,精子在获能液中于37 、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能B.小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育解析：选C 精子在获能液中于适宜条件下培养可以使精子获能；小鼠在特定光控周期 条件下饲养，注射促性腺激素能促进其超数排卵；分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于生物的性状还受环境等因素的影响，故发育成的个体会存在形态学差异；胚胎干细胞可 以发育成组织、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育。超数 排卵、收集 精液4. （2016江苏高考）印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫 代孕而繁育，主要步骤如以下图所示。以下相关表达正确的选项是（）对印度沙 漠猫进行 催情处理A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同解析：选B步骤甲为体外受精，步骤乙为胚胎移植；诱导超数排卵所用的激素是促性 腺激素，只作用于性腺细胞；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞中的卵黄: 步骤甲体外受精使用的是获能溶液或专用的受精溶液，与早期胚胎培养液成分相差较大。二、进行科学探究5. （2015重庆高考）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）拟进行如卜.杂交:MA（具高产奶基因的纯种）X辛B（具适宜本地生长基因的纯种）一C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常。假设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，最正确杂交组合是,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）用以卜.最正确组合，按以下流程可加速获得优良个体。胚胎移植到 受体母牛优良个体供体公牛供精供体母牛供体外受精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。解析：（I）用具有适宜本地生长基因的纯种母牛作母本的原因之一是胚胎能在母体内正 常生长发育。设控制产奶量高低的基因分别用T、t表示，控制适应性强弱的基因分别用R、 r表示。杂交后代C中的母牛表现为适应性强但产奶量并未提高，说明高产奶、低适应性均 为隐性性状，那么推导出A的基因型为ttrr, B的基因型为TTRR, C的基因型为TtRr。通过回交，即C牛与A牛杂交(TrRrXttrr),获得高产奶量且适应性强的母牛的概率为乙 乙 乙18°(2)在体外受精过程中，从供体公牛获得的精子经获能处理后，才具有受精能力。从供 体母牛采集的卵子经培养到达MI【中期后在与精子受精过程中最终成熟。由于受精作用的 随机性，为筛选出具有优良性状的母牛，在胚胎移植前应鉴定胚胎的性别、是否具有高产奶 基因和适应本地生长的基因。由于公牛为隐性纯合子，所以子代母牛的优良性状与供体母牛 减数分裂产生卯子的过程中的基因重组有关。(3)提高已有胚胎利用率的最好措施是胚胎分割。答案：(1)生长发育或胚胎发育 隐性 /AX第C !O(2)获能或增强活力供能性别、高产奶和适应生长的基因(3)胚胎分割2细胞 4细胞 8细胞受精卵卵裂期桑共胚的起点：细胞数目增多，但胚胎总！：每一个细胞 ;体枳并不增加或略有缩小：都属于全能 ''细胞外胚层?养层-聋*尊内细胞团 '滋养层 原肠腔 内胚层契原嗽E活面血亩；属百巧胎后通通fiikTH!;滋养层细胞：发仃为胎膜和胎盘：个胚层和!:囊胚腔：内含液体：原肠腔1*I I【基础小题】1 .判断正误(1)卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。(X)(2)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。(X)(3)在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑黄胚期。(X)(4)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(X)(5)卵子形成过程中，减数分裂I和减数分裂II是连续的。(X)(6)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。(V)2 .教材拾遗(1)刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗？为什么？提示：不能。精子要获能后才具有受精能力，卵子必须进一步成熟到减数分裂H中期才 能受精。(2)防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意义？提示：两道屏障防止多精入卵：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生 理反响，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反响，拒绝其他 精子再进入卵内。保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。(3)胚胎发育过程中哪些细胞具有全能性？并分析各种细胞全能性的大小。提示：个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，囊胚 之前细胞未分化，为全能细胞，囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度高，但仍有全能细胞。受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞全能性随发育的深化而降低。3 .热图导析：据下面哺乳动物发育过程的几个阶段的图示回答以下问题。ABC(1)A、B、C分别处于什么阶段？提示：桑其胚、囊胚、原肠胚。(2)图中的4和7两个空腔是同一个结构吗？提示：不是，分别是囊胚腔和原肠腔。(3)细胞分化开始出现于哪个时期？ 1局部的细胞将来形成什么结构？提示：细胞分化开始出现于B(囊胚)时期，1局部的细胞将来形成胎膜和胎盘。(4)早期胚胎的发育过程中，卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化？提示：卵裂过程中，细胞只分裂而不生长，所以每个细胞的体积越来越小，但总体积并 不增加或略有缩小。核心素养4 .卵细胞的结构与受精过程图解卵细胞结构卵细胞膜，透明带放射冠工卵黄间隙第一-极体受精过程中的“三大反响” “两道屏障”形成精f穿越 放射冠的通路形成精f穿越 放射冠的通路防止多 精入卵 的两道 屏障受精过程中的三大反响5 .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)细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，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。【典题例证】卜.图表示的是蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞 体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标表示发育时间)。其中正确的选项是()送及圣易<-卑。送及圣易<-卑。A.B.C.D.解析受精卵发育至囊胚的过程主要是通过卵裂实现的，卵裂是受精卵进行连续的有 丝分裂，每一次分裂都发生染色体的复制，从分子水平上看，它包括DNA的复制和有关蛋 白质的合成，所以随着细胞数目的增加，DNA分子总量也呈指数形式增长；在卵裂过程中， 随细胞数目的增加，每个细胞的体积在逐渐变小，囊胚的总体积与受精卯的大小相似，且囊 胚中还出现了囊胚腔，因此所有细胞体积之和应该略有减小；蛙的胚胎发育所需的营养物质 来自受精卵中的卵黄，在卵裂过程中，细胞不断分裂需要消耗大量能量，能量是通过细胞氧 化分解有机物提供的，在此过程中，胚胎不能从外界摄入有机物，故有机物含量逐渐减少。答案A拓展归纳早期胚胎发育中营养物质的来源不同(1)卵裂期和桑甚胚时期，只进行细胞分裂，不需要从外界获取营养物质，胚胎发育所 需营养主要来自卵黄。(2)囊胚期细胞开始分化，滋养层细胞从外界吸收营养物质，使胚胎继续发育。【对点落实】(2020长沙模拟)胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚 胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答以下问题：(I)在哺乳动物体内卵子的发生过程中，减数分裂I完成的时间是在雌性个体排卵前后, 当次级卵母细胞发育到(时期)时才具备与精子受精的能力，受精的场所是 , 判断卵子是否受精的重要标志是(2)受精过程中防止多精入卵的两道屏障是 和 o(3)胚胎发育过程首先是卵裂，所得每个子细胞的体积比受精卵,胚胎发育到 期会导致透明带破裂，胚胎从中伸展出来，这一过程叫作孵化。解析：(1)哺乳动物的卵细胞形成过程中的减数分裂I发生在雌性动物排卵前后，次级卵母细胞发育到减数分裂II中期才具备受精能力。受精的场所是榆卵管。判断卵子是否受精 的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。受精过程中防止多精入卵的两道 屏障是透明带反响和卵细胞膜反响。答案：(1)减数分裂II中期输卵管在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体透明带反响卵细胞膜反响(顺序可颠倒)小囊胚考点二胚胎工程技术及其应用自.学.区必备知识1.体外受精过程(2)意义：提高动物繁殖能力;为胚胎移植提供胚胎。2.胚胎移植(1)概念：将通过隹处罢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。操作过程选择:遗传性状和生产能力强的供体、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/：上各进彳r超数排包处理收集：冲卵检作：对胚胎进彳r质h检行.这 时胚胎应发行到肘底网或囊胚 阶段处理:直接向受体移植或放入196 的液氮中保存方法：手术法和M手术法检杳受体是否妊娠6 .胚胎分割(I)材料：应选择发育良好、形态正常的桑甚胚或囊胚。(2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的无性繁殖(或克隆)。(3)操作要求：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。促进优良动物繁殖(4)用途为遗传学研究提供遗传性状相同的个体.胚胎移植前的性别鉴定、遗传病筛杳【基础小题】7 .判断正误(I)在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理。(J)(2)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理。(X)(3)胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。(X)(4)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。(V)(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。(J)(6)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。(X)(7)在对囊胚进行分割时，只将滋养层细胞均等分割即可。(X)8 .教材拾遗(1)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？提示：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为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 内细胞团多的局部正常发育的能力强，少的局部发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。(2)胚胎移植时怎样才能做到超数排卵？提示：对雌性个体用促性腺激素处理。9 .热图导析：完善胚胎移植的过程示意图并填空供体母牛 受体母牛同期发情处理“超数排卵臾%一3种八侬公牛分娩冲卵(胚胎移植的犊牛)质量检行、培养一胚胎移植+妊娠检一对供体牛要进行超数排卵处理:对供、受体牛要进行同期发情处理。(2)动物的早期胚胎一般发育到桑甚胚或囊胚阶段才能进行移植。(3)假设要获得多个遗传物质完全相同的新个体，可对检查合格的胚胎用胚胎分割技术处 理，该过程属于无性繁殖或克隆。核心素养1.胚胎移植的生理学基础生理学基础胚胎移 入基础胚胎存活丛础胚胎发 育之础胚胎收 集基础哺乳动物排卵 后，在一段时 间内同种动物 的供、受体生 殖器官的生理 变化是相同的哺乳动物排卵 后，在一段时 间内同种动物 的供、受体生 殖器官的生理 变化是相同的受体子官 对外来胚 胎基本h 不发生免 疫排斥反 应供体胚胎可与 受体子"建立 正常的生理和 组织联系，且供 体胚胎的遗传 特性不受影响早期胚胎在一 定时间内不会 与母体子宫建 立组织上的联 系，处于游离 状态2.胚胎移植中的四个注意点两次激素使用第一次：用孕激素对受、供体进行同期发情处理； 第二次：用促性腺激素处理使供体超数排卵两次第一次：对提供的胚胎进行检查；检查第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查移植时 间不同牛、羊要培养到桑甚胚或囊胚阶段；小鼠、家兔培养到桑栽胚前；几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植繁殖胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；方式方式胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖【典题例证】(2019江苏高考)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植 技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。以下图为基因编辑猪培育流程，请回答以下 问题：(1)对1号猪使用 处理，使其超数排卵，收集并选取处在 时期的卵母细胞用于核移植。(2)采集2号猪的组织块，用 处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 c的CO2培养箱中培养，其中CO?的作用是 o(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行。产出的基因编辑猪 的性染色体来自 号猪。(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有 (填序号)。DNA测序染色体倍性分析体细胞结构分析抗原一抗体杂交解析(1)利用促性腺激素使雌性个体超数排卵，可得到较多的卵母细胞，将获得的卵 母细胞培养到减数第二次分裂中期时，才可以进行核移植。(2)采集组织块是为了得到组织细胞，利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块可将组织 细胞分散开；对组织细胞进行培养时，培养箱中CO2的作用是维持培养液的pH。(3)为了获得更多的基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行分割。通过核移植技术获 得的个体，其性染色体来自提供细胞核的个体，应为2号猪。(4)检测病毒外壳蛋白基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交或DNA测序，检 测目的基因是否在受体内表达常用的方法是抗原一抗体杂交。答案(I)促性腺激素减数第二次分裂中期(2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)维持培养液的pH (3)分割2 (4)【对点落实】1. （2020海州区校级模拟）胚胎工程理论的开展和技术的应用提高了良种奶牛的繁育速 度，保证了我国高品质牛奶的充足供应。以下有关胚胎工程的说法，正确的选项是（）A.给良种奶牛注射雌激素可使其超数排卵B.目前常用胚胎干细胞直接进行胚胎移植操作C.用胰蛋白酶处理囊胚，得到的细胞都能在体外培养成胚胎干细胞D.将囊胚分割成4等份，经胚胎移植所得到的4个后代遗传物质相同解析：选D 促性腺激素能够促进奶牛超数排卵，A错误；胚胎干细胞是无法直接进行 胚胎移植的，在进行胚胎移植时首先需要做的是早期胚胎培养，在完成早期胚胎培养后进行 移植，B错误；胚胎的早期培养需要的培养液成分比拟复杂，如果组分配制不符合细胞的生 长，用胰蛋白酶处理囊胚后得到的细胞不一定能在体外培养液中培养成胚胎干细胞，C错误； 囊胚细胞是由受精卵的有丝分裂产生的，它们的遗传物质相同，故将囊胚分割成4等份，经 胚胎移植所得到的4个后代遗传物质是相同的，D正确。2. （2020云南玉溪调研）如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请 回答以下问题：胚胎胚胎囊胚（r）A细胞是,为了获得更多的A细胞，对供体母牛用 处理。（2）在进行体外受精前要对精子进行 处理；受精后，体外培养受精卵时，提供CO2的目的是 o（3）进行胚胎分割时，应选择发育到 时期的胚胎进行操作。（4）指的是 o在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意 o（5）胚胎移植时，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口，这种方法称为 o另一种方法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎，这 种方法称为。（6）胚胎移植后，要对受体母牛进行 的检查。解析：（1）图中A细胞与精子结合形成受精卵，故A是卵母细胞。使用促性腺激素对供 体母牛进行超数排卵处理，可以获得更多的卵母细胞。（2）在进行体外受精前利用培养法或 化学诱导法对精子进行获能处理。动物细胞培养中，CO?可以维持培养液的pH。（3）进行胚 胎分割时，应选择发育到桑茎胚或囊胚期的胚胎进行操作。（4）是内细胞团，是囊胚腔。 为了防止影响胚胎的恢复和进一步发育，对囊胚期的胚胎进行分割时，应将内细胞团均等分 割。（5）胚胎移植时，一般有手术法和非手术法，手术法需引出受体子宫和卵巢，将胚胎注 入子宫角，缝合创口。非手术法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入