2026年三维设计一轮高中总复习生物教师用-第57讲　胚胎工程

第57讲胚胎工程课程标准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。考点一胚胎工程的理论基础1.胚胎工程的概念2.体内受精【教材拾遗】（选择性必修3P56相关信息）使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。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。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，或观察到雌、雄原核的形成。受精完成的标志是雌、雄原核的融合。3.胚胎早期发育1.（选择性必修3P57正文）动物排出的卵子都是次级卵母细胞，需进一步成熟。（×）提示：动物排出的卵子可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞，都需在输卵管中进一步成熟。2.（选择性必修3P57正文）当精子入卵后，透明带立即发生生理反应，阻止后来的精子进入。（×）提示：精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。3.（选择性必修3P57正文）精子入卵后形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。（√）4.（选择性必修3P58相关信息）在胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。（√）5.（选择性必修3P58正文）卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。（×）提示：卵裂阶段胚胎的总体积并不增加，但细胞数目增多，每个细胞中有机物含量减少，DNA的含量基本不变，细胞体积减小。6.（选择性必修3P58正文）胚胎发育过程中，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。（√）1.（2025·江苏盐城高三调研）如图表示精子入卵后，发生（或引起的）一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是（）A.图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂ⅡB.经图中Y过程只形成了雌原核C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶解析：B经题图中Y过程，除形成雌原核外，还形成极体，B错误。2.（2025·江西赣州高三月考）图1表示某雄性高等动物的个体发育过程；图2表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中几项指标的变化趋势。下列相关叙述错误的是（）A.桑葚胚和囊胚中含有的细胞都具有全能性B.图1中“受精卵→幼体”过程，细胞增殖方式是有丝分裂C.图2中能正确表示相关指标变化的是①④D.在卵裂阶段，胚胎中有机物种类是增加的解析：A桑葚胚细胞都具有全能性，但囊胚中只有内细胞团细胞才具有全能性，滋养层细胞无全能性，A错误；在雄性幼体形成的过程中，细胞增殖方式只有有丝分裂，性成熟后才能进行减数分裂，B正确；在卵裂阶段，胚胎的总体积基本不变，但细胞的数量是增加的，所以DNA总量是增加的，所有细胞核质比是增加的，所有细胞的体积之和基本不变，由于细胞每时每刻都需要进行细胞呼吸，所以有机物总量是降低的，故图2中能正确表示相关指标变化的是①④，C正确；由于在细胞呼吸过程中会产生更多种类的中间代谢物，另外，细胞分化也会产生新物质，所以胚胎中有机物的种类是增加的，D正确。题后归纳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，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。（2）细胞数目和体积：胚胎总体积并不增加，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，每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。考点二胚胎工程技术及其应用1.体外受精2.胚胎移植（1）概念（2）操作过程（3）意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；缩短供体繁殖周期，增加供体后代数量。提醒①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。②两次检查的目的：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。3.胚胎移植的生理学基础4.胚胎分割（1）概念对象早期胚胎方法机械方法目的获得同卵双胎或多胎特点来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质实质可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一（2）仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。（3）材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。（4）操作程序提醒①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。1.（选择性必修3P60正文）采集得到的卵母细胞和精子可直接用于体外受精操作。（×）2.（选择性必修3P62思考·讨论）为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂。（×）3.（选择性必修3P61正文拓展）超数排卵是指应用外源性激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。（×）提示：超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。4.（选择性必修3P62正文）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。（×）提示：胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。5.（选择性必修3P63资料卡）利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高。（×）提示：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。1.目前，体外受精、胚胎移植和胚胎分割等胚胎工程技术在医学和生产上得到广泛应用。下面对胚胎工程技术的理解，正确的是（）A.试管动物胚胎的整个发育过程都是在体外完成的B.为降低免疫排斥反应，胚胎移植前应对受体注射免疫抑制剂C.鉴定动物性别、做DNA分析时要在内细胞团处进行取样D.通过胚胎分割形成的后代胚胎具有相同的遗传物质，该方法可以看作是无性生殖解析：D试管动物胚胎的早期发育是在体外完成的，胚胎发育到一定阶段会移植到受体子宫中继续发育，A错误；受体一般不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，B错误；鉴定动物性别、做DNA分析时要在滋养层取样，C错误；来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一，D正确。2.（2025·辽宁抚顺模拟）下列关于“试管牛”培养流程的叙述，错误的是（）A.过程①可对供体母牛注射雌激素，使其排出更多的卵子B.过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或卵细胞内出现雌、雄原核C.大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应D.正常条件下，移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不会受到受体的影响解析：A过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵，A错误；过程②表示体外受精，在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志，B正确；胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的生理学基础，C正确；“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传特性取决于供体，正常条件下，在孕育过程中不会受到受体的影响，D正确。归纳拓展试管动物与克隆动物的比较比较项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、细胞培养、胚胎（分割）移植实例试管牛克隆羊“多莉”过程生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质大部分来自供核生物体1.（2024·湖北高考10题）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，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是（）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（％）01067066.02840.011207965.84658.2101135346.91528.31001124842.8510.4A.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1μg/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：A与对照组相比，添加1μg/mL雌激素甲的组别，其卵裂率较高，说明低浓度的雌激素甲能够促进卵裂过程；与对照组相比，添加10μg/mL和100μg/mL雌激素甲的组别，其卵裂率较低，说明高浓度的雌激素甲能够抑制卵裂过程，A错误。与对照组相比，添加1μg/mL雌激素甲的组别，其第一极体排出率较高，而添加10μg/mL和100μg/mL雌激素甲的组别，其第一极体排出率较低，说明甲浓度过高抑制第一极体的排出，B正确。添加1μg/mL甲的组别，其卵裂数和卵裂率都比对照组高，说明添加1μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力，C正确。卵子一般在排出2～3h后才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，本实验中成熟率＝第一极体排出个数/卵母细胞个数，因此，在本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准，D正确。2.（2023·广东高考3题）科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（）A.超数排卵B.精子获能处理C.细胞核移植 D.胚胎培养解析：C试管动物的培育过程主要包括：①精子的采集与体外获能处理，卵母细胞采集（注：为获得更多卵子可进行超数排卵处理）与成熟培养；②卵子与精子的体外受精；③胚胎早期的培养；④待胚胎生长到一定阶段后，进行胚胎移植。综上，C符合题意。3.（2024·甘肃高考16题）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，流程如图。下列叙述错误的是（）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：B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（减数分裂Ⅱ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。4.（2024·湖北高考5题）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。下列叙述错误的是（）A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选解析：D采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊过程中，应选择遗传性状优良、生产能力强的健康波尔母山羊进行超数排卵处理，以获得更多的卵子，A正确；胚胎移植前，可采集滋养层细胞进行遗传学检测，这对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义，B正确；应将胚胎移植到同种、生理状态相同的雌性动物体内，因此，普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；生产中提供精子的波尔公山羊应具备优良性状，因此，需对提供精子的波尔公山羊进行筛选，D错误。溯源教材（1）胚胎移植过程中对供体的要求是遗传性状优良、生产能力强；对受体母牛的要求是由健康的体质和正常繁殖能力。（见选择性必修3P61图2－23）（2）胚胎移植过程中对优良供体母牛进行超数排卵处理，对优良供体母牛和受体母牛进行同期发情处理。（见选择性必修3P61图2－23）（3）在胚胎移植前，取滋养层细胞进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。（见选择性必修3P63正文、图2－25）5.（2024·北京高考11题）我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系（如图）。相关叙述错误的是（）A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能B.实验过程中使用的培养基含有糖类C.类囊胚的获得利用了核移植技术D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育解析：C体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。（1）经获能处理的精子才能用于体外受精，受精卵经体外培养可获得早期胚胎。（2023·浙江1月选考）（√）（2）哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质。（2022·江苏高考）（×）（3）经胚胎移植产生的后代与受体均保持一致。（2023·天津高考）（×）（4）移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌。（2023·江苏高考）（√）（5）进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割。（2024·贵州高考）（×）一、选择题1.（2025·山东烟台模拟）科研人员利用类囊胚发现了胚胎早期发育的基本机制：外胚层细胞可分泌诱导因子，诱导滋养层细胞的自我更新和分化；滋养层细胞具有侵袭和浸润的功能，可通过分泌的细胞因子、生长因子和激素等行使妊娠识别作用以及使胚胎侵入子宫内膜的作用。下列说法错误的是（）A.滋养层细胞具有增殖和分化的能力，将来发育成胎膜和胎盘B.滋养层细胞分泌的细胞因子可能参与局部的免疫调节，使受体不对外来异种生物胚胎产生免疫排斥反应C.滋养层细胞具有侵袭和浸润的功能，有利于胚胎的着床D.对囊胚的内细胞团进行转基因改造可获得优良转基因动物解析：B滋养层细胞具有增殖和分化的能力，将来发育成胎膜和胎盘，进而实现胚胎与母体之间的联系，A正确；滋养层细胞分泌的细胞因子可能参与局部的免疫调节，但受体不对外来异种生物胚胎产生免疫排斥反应的原因是胎盘形成的免疫隔离带的作用，B错误；滋养层细胞具有侵袭和浸润的功能，促使胚胎侵入子宫内膜，进而有利于胚胎的着床，C正确；内细胞团具有发育的全能性，因而对囊胚的内细胞团进行转基因改造可获得优良转基因动物，D正确。2.（2025·江苏南通高三开学考）体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。下列相关叙述错误的是（）A.采集的精子经获能处理后才能用于体外受精，受精完成的标志是雌雄原核融合B.代孕母畜可以是同种的，也可以是不同物种的，需对其进行同期发情处理C.在胚胎移植前，可取样滋养层细胞，进行性别鉴定、遗传病筛查等，保证胚胎质量D.进行胚胎移植前，不需要对供体和受体进行免疫排斥检查解析：B采集到的卵母细胞需要在体外培养成熟（减数分裂Ⅱ中期）才能与获能的精子受精，受精完成的标志是雌雄原核融合完成，A正确；胚胎工程的代孕母畜要求是同种的、生理状况相同的，B错误；滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，在胚胎移植前，可取样滋养层细胞，进行性别鉴定、遗传病筛查等，保证胚胎质量，C正确；由于受体几乎不对外来胚胎发生免疫排斥，故进行胚胎移植前，不需要对供体和受体进行免疫排斥检查，D正确。3.（2025·重庆一中质检）精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，形成转基因动物的方法。某科研小组利用精子载体法将人的促卵泡激素（β-FSH）基因导入受精卵中形成转基因牛来生产促卵泡激素。下列有关说法错误的是（）A.①过程中需使精子处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态B.②过程的精子需要先在获能液或雌性生殖道中进行获能处理C.③过程的早期胚胎需要发育到桑葚胚或原肠胚才能进行胚胎移植D.④过程的代孕牛需要与卵细胞供体牛用相关激素进行同期发情处理解析：C①过程表示将外源基因导入精子，需使精子处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，A正确；②过程表示受精作用，精子需要获能，可在获能液或雌性生殖道中进行获能处理，B正确；③过程的早期胚胎需要发育到桑葚胚或囊胚才能进行胚胎移植，C错误；过程④表示胚胎移植，进行胚胎移植时，要求受体和供体处于相同的生理状态，所以需用相关激素对代孕牛和供体牛进行同期发情处理，D正确。4.（2025·广东湛江调研）如图表示牛的受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是（）A.图1中各细胞内的核DNA分子数目相同B.图3表明受精作用已经完成C.同期发情处理能使供体产生更多的图4结构D.图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中解析：D图1中精子已完成减数分裂过程，而卵细胞与精子结合时，正处于减数分裂Ⅱ时期，卵细胞核DNA分子数目为精子的2倍，因此图1中各细胞内核DNA分子数目不相同，A错误；图3中受精卵已经进行了一次卵裂，形成了两个子细胞，B错误；同期发情处理可以使供体和受体具有相同的生理环境，C错误；图4为早期胚胎发育过程中形成的原肠胚，图1到图3的过程发生在输卵管中，图4出现在子宫中，D正确。5.（2025·襄阳五中期末）如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是（）A.在胚胎发育过程中，受精卵通过有丝分裂不断增加体细胞数目B.在进行步骤③时，应选择发育良好的原肠胚来操作C.在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，胚胎体积不断增大D.步骤①代表奶牛的体外受精，属于无性繁殖的方式解析：A在进行步骤③时，应选择发育良好的囊胚来操作，需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，B错误；在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，细胞体积不断减小，胚胎体积并不增加，C错误；步骤①代表奶牛的体外受精，属于有性繁殖的方式，D错误。6.（2025·山东模拟）奶牛的繁殖能力较低，利用胚胎工程等技术可以提高奶牛的繁殖能力。如图表示繁殖良种奶牛以及获取胚胎干细胞的流程。下列相关叙述错误的是（）A.对良种母牛进行超数排卵处理时，常用激素作用的靶器官是性腺B.图中①过程涉及胚胎分割技术，分割的胚胎还可以是原肠胚C.对胚胎干细胞进行培养时，所用培养液中含有一些天然成分D.图中②过程涉及胚胎移植技术，该技术是胚胎工程的最后一环解析：B对良种母牛进行超数排卵处理时，常用的激素是促性腺激素，该激素作用的靶器官是性腺，A正确；图中①过程涉及胚胎分割技术，分割的胚胎可以是桑葚胚或囊胚，不可以是原肠胚，B错误；对胚胎干细胞进行培养时，所用培养液中含有血清等一些天然成分，C正确；图中②过程涉及胚胎移植技术，转基因、核移植等技术获得的胚胎，都必须经过胚胎移植才能获得后代，所以胚胎移植技术是胚胎工程的最后一环，D正确。7.（2025·安徽天长中学高三联考）基因工程、细胞工程、胚胎工程的迅猛发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望成为现实。如图为试管动物、克隆动物、转基因动物的培育过程，下列分析错误的是（）A.转基因动物的培育涉及到细胞核移植、动物细胞培养等操作B.通过①②获得的试管动物的遗传物质来源于父母双亲C.受体动物代孕前需要对受体注射激素以进行同期发情处理D.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移解析：A将目的基因导入受精卵而获得的转基因动物不涉及细胞核移植，A错误；试管动物是通过体外受精得到的，试管动物的遗传物质来源于父母双亲，B正确；受体动物代孕前需要对受体注射孕激素以进行同期发情处理，以使供体和受体处于相同的生理状态，C正确；胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，D正确。8.（2025·山东肥城模拟）第三代试管婴儿技术（PGD/PGS）是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植，流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS（PGD是指胚胎植入前的基因诊断，PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测）。下列叙述正确的是（）A.受精前需将采集的卵子培养至MⅡ期，精子在含Mg2＋载体的获能液中获能B.PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征和红绿色盲C.进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查，以防止移植后出现免疫排斥反应D.“理想胚胎”需培养至囊胚或桑葚胚期才能植入子宫解析：D体外受精时，需要将所采集到的卵子在体外培养MⅡ期，精子在含Ca2＋载体的获能液中获能，才可以完成受精作用，A错误；PGD是指胚胎植入前的基因诊断，PGD可用于筛选红绿色盲；PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测，PGS可用于筛选唐氏综合征，B错误；进行胚胎移植时，受体一般不会对移入子宫的外来胚胎发生免疫排斥反应，因此进行胚胎移植前不需要对夫妻双方进行免疫检查，C错误；“理想胚胎”需培养至桑葚胚或囊胚才能植入子宫，D正确。9.（2025·江苏南京六校联考）梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述错误的是（）