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第九单元 生物技术与工程
第52讲 胚胎工程
复习目标 1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程； 2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
考点1 胚胎工程的理论基础
A基础知识重点疑难
1. 对胚胎工程概念的理解
操作对象 生殖细胞、 或早期胚胎细胞
技术种类 体外受精、胚胎移植、胚胎分割等
操作水平 主要集中在 水平上
理论基础 哺乳动物 和早期胚胎发育的规律
受精卵
细胞
受精
2. 受精和早期胚胎发育的过程
(1)受精阶段的主要过程及生理反应
准备
阶段 精子获能：在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化
卵子的准备：发育到 才具备受精能力
受精
阶段 精子穿越卵细胞膜外的结构
精子接触
受精
阶段 精子入卵形成 ，卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形 成
雌、雄原核结合形成
MⅡ期
卵细胞膜
雄原核
雌原核
受精卵
(2)胚胎的早期发育
提醒 (1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵 泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
(2)卵子的减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都是在雌性动物的输卵管中 进行的。
(3)卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
C
A. ①②⑤ B. ②③④ C. ①④⑤ D. ②④⑤
解析：受精过程中，获能后的精子与卵子相遇时，释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一 些结构，但不会溶解卵细胞膜，①正确，②错误；精子入卵后被激活的卵子完成减数 分裂Ⅱ，③错误；精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成 一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ排出第二极体后形 成雌原核，④正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后 来的精子进入透明带，⑤正确；综上所述，C正确。
解题方法
1. 关于受精的几个易混点
（1）精子获能是指精子获得“受精”能力，而不是获得能量。
（2）卵细胞形成过程中，减数分裂I在排卵前后完成，而减数分裂Ⅱ在受精时完成。
（3）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出
（4）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；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合，
2. 受精过程中防止多精入卵的两道屏障
（1）第一道屏障：在精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后 来的精子进入透明带。
（2）第二道屏障：精子入卯后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入 卵内
甲的浓度
(μg/mL) 卵母细
胞(个) 第一极
体排出
(个) 成熟率^(％) 卵裂数 (个) 卵裂率(％)
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A
A. 实验结果说明甲抑制卵裂过程
B. 甲浓度过高抑制第一极体的排出
C. 添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D. 本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
解析：由表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；对照组(甲 浓度为0 μg/mL)第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(＞10 μg/mL，第一极体 排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确；添加1 μg/mL的甲卵裂数增大，即 该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；本实验中卵母细胞成熟的判断标准 是第一极体的排出，D正确。
考点2 胚胎工程技术及其应用
1. 体外受精
卵母细胞的
采集和培养 采集到的卵母细胞要培养到 才能成熟
精子的采
集和获能 采集到的精子要进行获能处理才能受精
受精 和培养成熟的卵子在 中完成受精作 用
笔记：获能是指获得受精的能力，而不是获得能量
MⅡ期
获能的精子
适当的培养液
A基础知识重点疑难
2. 胚胎移植
(1)概念理解
对象 转基因、核移植和体外受精获得的胚胎
过程 移植到 、 的雌性动物的体内
供体 、 的个体
受体 具有 和 的个体
结果 发育为新个体
实质 早期胚胎在 条件下 的转移
优势 充分发挥 优良个体的繁殖潜力
同种的
生理状态相同
遗传性状优良
生产能力强
健康的体质
正常繁殖能力
相同生理环境
空间位置
雌性
(2)过程(以牛的胚胎移植为例)
提醒 胚胎移植过程中两次使用激素的目的：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。两次检查的目的：第一次是对收 集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
笔记：胚胎移植成功的两个条件：同种生物之间，供、受体生理状态要相同
3. 胚胎移植的生理学基础
胚胎能够
移入受体 哺乳动物发情排卵后， 的供、受体生殖器官的 是基本相同的
胚胎能
被收集 哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的 联系，而是处于 状态
胚胎在受
体内存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 反应
胚胎正
常发育 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且供体胚胎的 不受影响
同种动物
生理变化
游离
免疫排斥
遗传
特性
4. 胚胎分割
(1)胚胎分割
理论 基础 细胞的全能性
物质 基础 每个细胞的细胞核内都具有 的遗传物质
笔记：无性生殖
(2)主要仪器设备： 和显微操作仪。
相同
体视显微镜
(3)操作程序
选择 胚胎 选择发育良好、形态正常的 或 ，将它移入盛有 的培养皿中
分割 胚胎 在显微镜下用 或 分割
移植 胚胎 分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体
桑葚胚
囊胚
操作液
分割针
分割刀
提醒 (1)在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚 胎的恢复和进一步发育。
(2)胚胎移植前进行性别鉴定的方法：取滋养层细胞做DNA分析。
×
√
√
√
×
√
×
√
√
[情境推理]
1. (选择性必修3 P62“相关信息”)超数排卵是指应用 。
提示：外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
2. (选择性必修3 P61“图2－23”和P62“思考·讨论”)(1)胚胎移植的实质是 。
(2)供体母牛和受体母牛的选择标准为 。
提示：(1)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
(2)供体是遗传性状优良、生产能力强的个体，受体是有健康的体质和正常繁殖能力的 个体，且二者必须是同一物种
3. (2022·全国甲卷节选)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法 是 。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是 。
提示：冷冻保存 刚排出的精子必须在发生相应生理变化后才能获得受精能力
A. 藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B. 藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C. 受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D. 后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
B
解析：促性腺激素能作用于卵巢，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超 数排卵，A正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可 与获能的精子进行体外受精，B错误；在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行 同期发情处理，使供、受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发 情处理，C正确；后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育 而来，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。
溯源教材 找答案：从卵巢中刚采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养 和 处理，然后才能用于体外受精，由以上可以推断B 。
获能
错误
A. 上述甲基化重写没有改变小鼠体内的遗传信息
B. 移植后的囊胚进一步扩大， 会导致滋养层破裂， 胚胎从其中伸展出来
C. 孤雌小鼠一定为雌性
D. 孤雌小鼠的诞生过程没有精子参与， 其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同
B
解析：上述甲基化重写没有改变DNA的序列，则小鼠体内的遗传信息不会改变，A正 确；移植后的囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程 叫作孵化，B错误；“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵母细胞和另一个 卵子的极体)结合后发育形成，由于雌性小鼠中不含Y染色体，因此孤雌小鼠一定为雌 性，C正确；“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极 体)结合后发育形成，同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组，或发生 基因突变，将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细 胞的雌鼠相同，D正确。
解题方法
胚胎工程的操作流程分析第52讲 胚胎工程
复习目标 1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程； 2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
@考点1 胚胎工程的理论基础
考点1 胚胎工程的理论基础
A基础知识重点疑难
1.对胚胎工程概念的理解
操作对象 生殖细胞、 受精卵 或早期胚胎细胞
技术种类 体外受精、胚胎移植、胚胎分割等
操作水平 主要集中在 细胞 水平上
理论基础 哺乳动物 受精 和早期胚胎发育的规律
2.受精和早期胚胎发育的过程
(1)受精阶段的主要过程及生理反应
准备 阶段 精子获能：在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化
卵子的准备：发育到 MⅡ期 才具备受精能力
受精 阶段 精子穿越卵细胞膜外的结构
精子接触 卵细胞膜
受精 阶段 精子入卵形成 雄原核 ，卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成 雌原核
雌、雄原核结合形成 受精卵
(2)胚胎的早期发育
提醒 (1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
(2)卵子的减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都是在雌性动物的输卵管中进行的。
(3)卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
B升华思维实战演练
受精作用和早期胚胎发育
1.(2025·江苏盐城调研)下列有关哺乳动物的受精卵形成过程的叙述正确的是( C )
①获能精子与卵子相遇时释放多种酶
②获能精子与卵子相遇时释放的酶可溶解透明带、卵细胞膜
③卵子与精子结合前已完成减数分裂Ⅱ
④精子和卵子的细胞核经过相关生理过程，分别形成雄原核和雌原核
⑤精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
A.①②⑤ B.②③④
C.①④⑤ D.②④⑤
解析：受精过程中，获能后的精子与卵子相遇时，释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，但不会溶解卵细胞膜，①正确，②错误；精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，③错误；精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ排出第二极体后形成雌原核，④正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，⑤正确；综上所述，C正确。
解题方法
1.关于受精的几个易混点
（1）精子获能是指精子获得“受精”能力，而不是获得能量。
（2）卵细胞形成过程中，减数分裂I在排卵前后完成，而减数分裂Ⅱ在受精时完成。
（3）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出
（4）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；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合，
2.受精过程中防止多精入卵的两道屏障
（1）第一道屏障：在精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。
（2）第二道屏障：精子入卯后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内
2.(2024·湖北卷)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是( A
)
甲的浓度 (μg/mL) 卵母细 胞(个) 第一极 体排出 (个) 成熟率 (％) 卵裂数(个) 卵裂率(％)
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A.实验结果说明甲抑制卵裂过程
B.甲浓度过高抑制第一极体的排出
C.添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D.本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
解析：由表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；对照组(甲浓度为0 μg/mL)第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(＞10 μg/mL，第一极体排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确；添加1 μg/mL的甲卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；本实验中卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。
@考点2 胚胎工程技术及其应用
考点2 胚胎工程技术及其应用
A基础知识重点疑难
1.体外受精
卵母细胞的 采集和培养 采集到的卵母细胞要培养到 MⅡ期 才能成熟
精子的采 集和获能 采集到的精子要进行获能处理才能受精
受精 获能的精子 和培养成熟的卵子在 适当的培养液 中完成受精作用
笔记：获能是指获得受精的能力，而不是获得能量
2.胚胎移植
(1)概念理解
对象 转基因、核移植和体外受精获得的胚胎
过程 移植到 同种的 、 生理状态相同 的雌性动物的体内
供体 遗传性状优良 、 生产能力强 的个体
受体 具有 健康的体质 和 正常繁殖能力 的个体
结果 发育为新个体
实质 早期胚胎在 相同生理环境 条件下 空间位置 的转移
优势 充分发挥 雌性 优良个体的繁殖潜力
(2)过程(以牛的胚胎移植为例)
提醒 胚胎移植过程中两次使用激素的目的：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。两次检查的目的：第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
笔记：胚胎移植成功的两个条件：同种生物之间，供、受体生理状态要相同
3.胚胎移植的生理学基础
胚胎能够 移入受体 哺乳动物发情排卵后， 同种动物 的供、受体生殖器官的 生理变化 是基本相同的
胚胎能 被收集 哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于 游离 状态
胚胎在受 体内存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 免疫排斥 反应
胚胎正 常发育 供体胚胎可与受体子宫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
4.胚胎分割
(1)胚胎分割
理论基础 细胞的全能性
物质基础 每个细胞的细胞核内都具有 相同 的遗传物质
笔记：无性生殖
(2)主要仪器设备： 体视显微镜 和显微操作仪。
(3)操作程序
选择胚胎 选择发育良好、形态正常的 桑葚胚 或 囊胚 ，将它移入盛有 操作液 的培养皿中
分割胚胎 在显微镜下用 分割针 或 分割刀 分割
移植胚胎 分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体
提醒 (1)在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(2)胚胎移植前进行性别鉴定的方法：取滋养层细胞做DNA分析。
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2024·贵州卷)进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割。( × )
2.(2024·湖北卷)(题干信息：波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。)
(1)选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理。( √ )
(2)胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测。( √ )
(3)普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体。( √ )
(4)生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选。( × )
3.(2023·浙江1月选考)受精卵经体外培养可获得早期胚胎。( √ )
4.(2023·浙江1月选考)胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率。( × )
5.(2023·浙江1月选考)经获能处理的精子才能用于体外受精。( √ )
6.(2023·浙江1月选考)胚胎移植前需对受体进行选择和处理。( √ )
[情境推理]
1.(选择性必修3 P62“相关信息”)超数排卵是指应用 。
提示：外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
2.(选择性必修3 P61“图2－23”和P62“思考·讨论”)(1)胚胎移植的实质是 。
(2)供体母牛和受体母牛的选择标准为 。
提示：(1)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
(2)供体是遗传性状优良、生产能力强的个体，受体是有健康的体质和正常繁殖能力的个体，且二者必须是同一物种
3.(2022·全国甲卷节选)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是 。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是 。
提示：冷冻保存 刚排出的精子必须在发生相应生理变化后才能获得受精能力
C升华思维实战演练
胚胎移植和胚胎分割
1.(2024·甘肃卷)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述错误的是( B )
A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
解析：促性腺激素能作用于卵巢，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵，A正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理，使供、受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确；后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。
溯源教材 找答案：从卵巢中刚采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养和 获能 处理，然后才能用于体外受精，由以上可以推断B 错误 。
2.(2025·广东省六校联考)上海交通大学医学院某研究团队利用基因编辑技术，对小鼠卵母细胞的7个甲基化印记控制区域进行DNA 甲基化重写， 并将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞中， 成功创造了孤雌生殖的小鼠，操作过程见下图。下列叙述错误的有( B )
A.上述甲基化重写没有改变小鼠体内的遗传信息
B.移植后的囊胚进一步扩大， 会导致滋养层破裂， 胚胎从其中伸展出来
C.孤雌小鼠一定为雌性
D.孤雌小鼠的诞生过程没有精子参与， 其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同
解析：上述甲基化重写没有改变DNA的序列，则小鼠体内的遗传信息不会改变，A正确；移植后的囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化，B错误；“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵母细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成，由于雌性小鼠中不含Y染色体，因此孤雌小鼠一定为雌性，C正确；“孤雌小鼠”是由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成，同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组，或发生基因突变，将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同，D正确。
解题方法
胚胎工程的操作流程分析
提醒 完成限时跟踪检测(五十二)
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