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文档简介
2026届新高考生物三轮热点复习胚胎工程胚胎工程概述定义:对动物早期胚胎或配子进行的多种显微操作和处理技术,包括胚胎移植、体外受精等。注意:防止多精入卵的第一道屏障、第二道屏障理论基础:哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律。场所:母体输卵管过程:精子获能、卵子准备、顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应等过程。定义:将早期胚胎移植到同种、生理状态相同的雌性动物体内。(同期发情处理)胚胎移植一般不会出现免疫排斥的原因体内受精早期胚胎发育:包括卵裂期、桑葚胚、原肠胚等胚胎移植优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。实质:实现早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移。胚胎分割:用机械方法将早期胚胎切割成多等分,内细胞团要均等分割。应用:畜牧业中,提高家畜生产性能,改良品种。受精精子获能受精前的准备卵子准备MⅡ期具备受精能力雌性动物的生殖道或培养到获能液精子穿过卵细胞外结构精子接触卵细胞膜精子入卵称为雄原核;卵子释放第二极体,形成雌原核雌雄原核靠近核膜消失桑葚胚受精卵每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织囊胚原肠胚内细胞团滋养层组成个体的各种组织细胞胎盘、胎膜等胚外组织细胞外胚层内胚层中胚层考点一
胚胎工程的理论基础操作对象技术种类工程实质理论基础动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞体外受精、胚胎分割、胚胎移植在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的
。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。考点一
胚胎工程的理论基础1胚胎工程的概念:模拟操作细胞间的信息交流(细胞膜上的糖蛋白有识别作用)细胞膜具有一定的流动性Q1:精卵相互识别的体现细胞膜什么功能?Q2:精卵融合的结构基础是什么?①受精前的准备阶段②受精阶段指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。准备阶段Ⅰ——精子获能准备阶段Ⅱ——卵子的准备输卵管2.场所:3.过程:1.定义:受精二、受精1.精子的形成过程精原细胞大量精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子染色体复制及相关蛋白质合成细胞变形减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ(2)精子的结构:头颈线粒体鞘尾巴顶体(主要是细胞核)(为精子运动提供能量)(由中心体演变而来)(1)场所:曲细精管在雄性动物的
内完成。睾丸有丝分裂大鼠的精子190μm长而大象的精子却只有50μm长。不同种动物精子的形态相似,大小略有不同,与动物的体型大小无关三、受精前的准备阶段——精子获能(2)研究精子获能机制的意义:实现了各种哺乳动物在体外条件下的获能,为
的建立奠定了基础。体外受精技术①自然:直接利用雌性动物的生殖道②胚胎工程:培养在人工配制的获能液Ca2+载体肝素等精子获能指精子获得受精能力,而不是获得能量。(1)获能的方法:2.精子获能③卵子成熟的场所:排出的卵子都要在________内进一步成熟。②不同动物排出的卵子成熟程度
:有的可能是________________,如马、犬等;有的可能是________________,如猪、羊等;初级卵母细胞次级卵母细胞①卵子一般在排出
后才能被精子穿入。2-3h不同输卵管④卵子具备与精子受精能力的时期:________________期。2.卵子的准备减Ⅱ中期思考:在进行体外受精操作时,需要对精子和卵子进行什么处理?精子——获能处理;
卵子——培养成熟
精子穿越卵细胞膜外的结构,如透明带精子释放多种酶溶解膜外结构
精子接触卵细胞膜透明带反应精子触及卵细胞的瞬间,透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带精子入卵
精子形成雄原核、卵子完成减数分裂Ⅱ,释放第二极体,形成雌原核卵细胞膜反应精子入卵后,卵细胞膜会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内精子入卵后,尾部脱离,原有的核膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子的核还大的核——雄原核防止多精入卵的两个屏障3受精过程考点一
胚胎工程的理论基础卵子完成减数分裂Ⅱ发生场所:发生时间:输卵管精子入卵激活后第6步:雌、雄原核融合,受精卵形成雌、雄原核充分发育相向移动,彼此靠近核膜消失,形成含有两个染色体组的合子,受精卵形成雌、雄原核靠近核膜消失,第一次卵裂即将开始两个极体雌雄原核受精的标志:a.观察到两个极体(透明带和卵细胞膜之间)b.观察到雌、雄原核。受精完成的标志:雌、雄原核融合形成合子核遗传物质:精子和卵子各占一半质遗传物质:几乎全部来自卵子受精卵的遗传物质准备阶段准备阶段1:精子获能准备阶段2:卵子的准备:精子穿越卵细胞膜外的结构(放射冠和透明层)透明带反应(阻止多精入卵的第一道屏障)精子接触卵细胞膜精子入卵(进入卵细胞膜)卵细胞膜反应(阻止多精入卵的第二道屏障)雄、雌原核形成雌、雄原核融合形成合子受精阶段(受精的标志:观察到两个极体或雌、雄原核)——受精完成的标志雌性动物生殖道人工配制的获能液在输卵管内发育到MⅡ期保证受精卵中的遗传物质与亲代体细胞一致,从而保证了遗传的稳定性。受精作用小结胚胎发育的起点当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团,形似桑葚时,这时的胚胎称为桑葚胚。(通常为16-32个细胞)受精卵桑葚胚卵裂期①细胞分裂方式是__________
②细胞数目_________
③胚胎总体积________④每个细胞的体积________⑤胚胎总有机物_______
⑥胚胎总DNA数______有丝分裂增加不增加减小减小增加细胞未分化→4胚胎早期发育考点一
胚胎工程的理论基础受精卵2细胞4细胞8细胞桑葚胚囊胚原肠胚卵裂(期)细胞进行代谢分解有机物每个细胞都具有全能性桑葚胚胚胎总体积不变囊胚原肠胚内细胞团内含液体发育胎盘和胎膜胎儿的各种组织逐渐分化形成各种组织、器官等透明带囊胚腔滋养层发育外胚层内胚层中胚层原肠腔孵化细胞开始分化4胚胎早期发育考点一
胚胎工程的理论基础桑葚胚→囊胚形成囊胚扩大→孵化→具有全能性应用:性别鉴定真题必刷(2025·重庆·高考真题)为保护濒危哺乳动物甲,科研工作者将甲的近亲物种乙(种群数量多)进行了如图所示的研究,下列叙述正确的是(
)A.克隆动物的核基因组来源于甲、乙B.体外受精需用获能的精子与MI期的卵母细胞受精C.囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体D.滋养层可影响内细胞团的发育DA、克隆动物的核基因组来源于甲,细胞质中的基因来源于乙,A错误;B、体外受精需用获能的精子与MⅡ期的卵母细胞受精,而不是MI期,B错误;C、囊胚①的内细胞团可发育为个体,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,C错误;D、滋养层可影响内细胞团的发育,如滋养层细胞分泌的某些物质可能会影响内细胞团细胞的分化等,D正确。2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)研究显示,约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期,且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是(
)A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚B.移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低,可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化D.为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植C真题必刷根据题干,早期胚胎大多都不能发育至囊胚期,必然不是孵化的原因,着床在孵化之后发生,孵化是胚胎从透明带中伸展出来(不是滋养层),C错误。移植前胚胎发育率低,一方面可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态,另一方面可能是对动物胚胎进行操作的技术尚不完善。全能细胞细胞分化幼体继续分化出生发育性成熟个体孵化卵裂期胚胎发育胚后发育个体发育内细胞团滋养层细胞囊胚腔外胚层中胚层内胚层拓展:胚胎发育vs个体发育通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体。体外受精、体外胚胎培养、胚胎移植试管动物:1涉及的胚胎工程技术:2受体动物(代孕)精子卵子早期胚胎培养胚胎移植受精卵早期胚胎试管动物体外受精繁殖方式:3有性生殖试管动物
克隆动物≠1988年中国首例试管婴儿郑萌珠考点二
胚胎工程技术及其应用考点二
胚胎工程技术及其应用1体外受精卵巢MⅡ期卵母细胞体外受精获能精子精子离心处理新鲜或解冻的精液受精卵培养去除精浆,以利于精子获能(提取纯度较高精子)胚胎早期培养的基本条件:①营养条件、②无菌、无毒的环境条件③适宜的温度、pH和渗透压、④适宜的气体环境目的体外培养包括
、
和
等步骤卵母细胞的采集精子的获取受精肝素等适当的培养液考点二
胚胎工程技术及其应用(1)概念理解早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移①对象:②过程:③供体:④受体:⑤结果:⑥实质:⑦优势:转基因、核移植和体外受精获得的胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物的体内提供胚胎的是遗传性状优良、生产能力强的个体健康的体质和正常的个体繁殖能力发育为新个体充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力2胚胎移植考点二
胚胎工程技术及其应用供体:提供胚胎受体:接受胚胎胚胎移植
将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。(遗传性状优良,生产能力强)(有健康体质和正常繁殖能力)体内受精、转基因、核移植等早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。2胚胎移植(1)概念:(2)实质:(3)优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力优良供体母牛受体母牛受体发情同期发情处理超数排卵处理发情配种或人工受精胚胎移植收集胚胎并检查对受体进行妊娠检查具有优良性状的后代优良公牛注射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。冲卵排出早期胚胎Q1:同期发情处理的目的是什么?Q2:如何进行超数排卵?Q3:超数排卵的目的是什么?Q4:冲卵的目的是什么?正常繁殖或两三个月后进行另一次移植确保供体和受体的生殖器官处于相同的生理状态,使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致(一般用孕激素或雌激素)直接注射性激素,通过负反馈调节会导致性腺萎缩。(放入-196℃的液氮中保存)3.过程生理学基础意义
动物的供、受体排卵后(同期发情)
的生理变化是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的
。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
状态游离为胚胎的
提供了可能收集受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生
。免疫排斥反应为胚胎在受体内的
提供了可能存活供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但其
不受任何影响遗传特性为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障胚胎移入的基础移入胚胎存活的基础保留胚胎遗传特性基础胚胎收集的基础同种生殖器官生理环境考点二
胚胎工程技术及其应用(5)胚胎移植成功的生理学基础及相应意义练习:下列关于胚胎移植的叙述,错误的有__________。①可移植的胚胎可以是通过体外受精、转基因和核移植等方式获得的胚胎②胚胎移植的受体必需是同种的或亲缘关系较近的、生理状态相同的雌性动物③通过如转基因、核移植和体外受精等获得的胚胎,不一定都要移植给受体才能获得后代④提供胚胎的通常是遗传性状优良、生产能力强的个体⑤胚胎移植的结果是要获得新的动物个体⑥胚胎移植的实质是早期胚胎在相同空间位置下生理环境条件的转移⑦胚胎移植技术可以充分发挥受体雌性动物的繁殖潜力②③⑥⑦考向
围绕胚胎工程的技术及应用,考查科学思维(2023·广东卷)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C【解析】由题干信息可知,该过程通过体外受精获得胚胎,再通过胚胎移植,使长角羚羊成功妊娠并产仔,因此需要进行超数排卵、精子获能处理,并对获得的受精卵进行胚胎培养;由于该过程为有性生殖,因此不涉及细胞核移植,C符合题意。考向
围绕胚胎工程的技术及应用,考查科学思维(2024·湖北卷,5)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D选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体,进行超数排卵处理,√;胎移植前,采集部分滋养层细胞进行遗传学检测,√;代孕个体需具备健康的体质和正常繁殖能力,一般选择同种生物,√;生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子,×;练习:(2024·甘肃卷,16)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(
)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(2025·陕晋青宁卷·高考真题)科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作,获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是(
)A.为获取足够的卵子,需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理B.为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致,需进行同期发情处理C受精卵发育至桑葚胚阶段,细胞数量和胚胎总体积均增加D.对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响真题必刷桑葚胚阶段的细胞通过卵裂增殖,细胞数量增加,但胚胎总体积不变,C错误。1.(2025·江苏·高考真题)梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好,但自然杂交很难完成,人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用,可提高繁殖率,增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是(
)A.采集的精液无需固定、稀释,即可用血细胞计数板检测精子密度B.人工授精时,采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道C.超数排卵处理时,常用含促性腺激素的促排卵剂D.母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础CA、采集的精子需要经过稀释和固定处理,否则活动精子会影响计数准确性,且血细胞计数板通常用于已固定的细胞,A错误B、人工授精时,精子在雌性生殖道内自然获能,无需提前体外处理,B错误;C、超数排卵通过注射促性腺激素(如FSH和LH)促进卵泡发育和排卵,C正确;D、胚胎移植的生理学基础是母体子宫对胚胎的免疫耐受性高,不会发生免疫排斥,而非耐受低下,D错误。真题必刷显微操作仪
采用_______方法将____________切割成_______________________等,经移植获得__________________的技术1.概念:机械早期胚胎2等份、4等份或8等份同卵双胎或多胎2.理论依据:早期胚胎细胞具有很强的分裂能力,并保持着细胞全能性。后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。体视显微镜和显微操作仪3.特点:5.主要仪器设备:注:
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