2026高考生物总复习讲义：胚胎工程（教师）

第5讲胚胎工程

课程标涯要求核心素养解读

科学建立胚胎移植和试管动物的基本操作流程模型，培养

1.简述胚胎形成经过了受精思维学生解决问题的能力

及早期发育等过程

2.简述胚胎工程包括体外受科学分析体外受精的主要步骤以及胚胎移植的生理学基础

精、胚胎移植和胚胎分割等探究和基本程序，探讨胚胎工程的应用

技术

社会关注胚胎工程的科技进展，关注试管婴儿等辅助生殖

责任技术引发的社会问题

夯实必备知识

一、胚胎工程的理论基础

1.受精

(1)胚胎工程的概念

操作对象

生残细胞,受精卵或早期胚胎细胞

技术于•段

胚.体外受精、胚胎移坦、胚胎分割等

胎

操作水平》主要集中在细胞水平

工

程

里」将获得的胚胎移植到蚱性动物体内

生产后代,以满足人类的各种需求

实质在体外条件卜.,对动物(I然受精和R

f期胚胎发育条件进行的模拟操作

(2)受精过程

①概念：精子和卵子结合形成(即受精卵)的过程。

②场所：雌性动物的输卵管内。

③过程

一

准f精子获能：在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化

劭-

阶

段f卵子的准备：发育到MII期才具备受精能力

l

--精子穿越卵细胞膜外的结构

H

受-精子接触卵细胞膜

梢

阶-

段_-形成雌原核.卵不完成减数分裂II.释放第二

一极体后.形成弹原核

-雌、雄原核结合形成受精卵

2.胚胎早期发育

受精卵：胚胎发育的起点

2细胞+4细胞，8细胞：进行有丝分裂，细胞数口不断增

———~।力11,但胚胎总体积并不增加

桑产胚:细胞均具有全能性

-滋养层:将来发育成胎膜和胎盘

囊胚(｝还至

出8^内细胞团:将来发育成胎儿的各种组织

、透明带

原肠胚：出现三个胚层

【多错易混自纠】

(1)判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。(《)

(2)动物排卵是指排出成熟的卵细胞。(x)

提示：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。它们都要在输卵管内进一步成熟到MH期才具备受精的能力。

(3)卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。(x)

提示：卵裂阶段的细胞分裂是有丝分裂。

(4)卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。(x)

提示：卵裂阶段细胞中有机物含量减少、有机物种美增多，每个细胞的DNA的含量不

变，细胞体积减小。

二、胚胎工程技术及其应用

1.体外受精

(1)过程

卵巢

*

①卵母细胞采集精子

|培养|②精子获能处理

③M【【期的卵母细胞的能精子

④体外受耕

⑤受精卵培养

(2)意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力一的有效措施,还可以为胚胎移植提供

可用的胚胎。

2.胚胎移植

(1)概念

①对象：转基因、核移植和体外受精获得的胚胎:

②过程：移植到

同种的、生理状胚胎⑤t吉果：发

杰相同的雕性动

移植育为新个体

物体内

③供体：提供胚胎的是遗传性状优良、生产能

力强的个体

④受体：接受胚胎的是具有健康的体质和正常

繁殖能力的个体

(2)基本程序

供体母牛受体母牛

…;••进行同期发情处理•［二

~超数r排卵

供体公牛-*配种或人工授―

!

收集胚胎、质贵-----------胚胎移植

检查、培养

妊娠i「查

分娩(胚胎移植的犊牛)

(3)生理学基础

动物发情_排卵一后,在一段时间内司种动物的供受体生殖器官的

移入

生理变化是相同的

收集早期胚胎处于游离一状态

存活受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生一发疫排斥

遗传特征供体胚胎的―遗传特性―在孕育过程中不受影响

(4)意义：一充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力_

3.胚胎分割

(1)材料：发育良好、形态正常的—柔茎胚或囊胚。

(2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是…无性繁殖,即克隆。

(3)分割要求：在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将―内细胞困_均等分割,否则会影

响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

(4)意义：促进优良动物品种的繁殖，产生的遗传性状—担同—的后代是进行遗传学研

究的宝贵材料；胚胎移植前进行一性别鉴定、遗传病筛查一等,对于人工控制―动物性

别、动物繁育健康后代具有重要意义。

【易错易混自纠】

（1）可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植。（X）

提示：可选用桑工胚或囊胚期的胚胎进行移植。

（2）胚胎移植技术中对供体和受体母牛都要进行相同激素处理。（x）

提示：胚胎移植技术中对供体和受体母牛都要用相同激素进行同期发情处理，对供体母

牛还要用促性腺激素进行超数排卵处理。

（3）胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。（x）

提示：胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的桑甚胚或囊胚。

（4）对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割。［x）

提示：对膏胚进行分割时,要将内细胞团细胞均等分割。

跟教材学长句

1.（选杼性必修3P6I图2—23）供体母牛和受体母牛的选择标准为—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—

2.（选择性必修3PQ）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。

3.（选择性必修3P-思考讨论）胚胎移植的生理学基础是—发情后,同种动物供、受体生

殖器官的生理变化是相同的：早期胚胎形成后,在一定附间内不会与子宫建立联系,处于游

离状态；受体对来自供体的胚胎不会发生免疫排斥反应一。

教材拾遗

1.（选择性必修3P%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：将精子培恭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、Ca?+载体等。

2.（选择性必修31%相关信息）判断卵子受精的标志是_观察到两个极体或者雌、察原核

_O

3.（选择性必修3P-相关信息）超数排卵是指应用一外源促性腺激素，诱发卵巢排出比

自然情况下更多的成熟卵子。

核心素养进阶向•精准突破

考点1胚胎工程的理论基础

素养全面提升

1.受精过程中的反应和防止多精入卵生理反应

(1)精子获能：雌性动物生殖道分泌一些物质使精子表面发生变化，暴露出精子表面识

别卵细胞的受体。

(2)透明带反应：精子的细胞膜与卵细胞膜融合后，会产生阻止后来的精子进入透明带

的生理反应。

(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内也会立即发生生理

反应。

2.明辨体内受精应注意的几个问题

(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)动物排出的卵子成熟程度不同，行的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等：有的可能

是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到MII期时，才具

备与精子受精的能力。

(3)受精的标志声受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极

体或雌、雄原核；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。

(4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各

提供1/2),而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。

3.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，没有从母体茯取有机物，而胚胎一直呼吸消耗,

有机物总量减少。

(2)细胞数目和体积：胚胎总体积并不增加，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。

热点考向点拨

再同4L围绕受精作用，考查生命观念

1.体外受精技术实际上是在体外条件下，对自然受精条件进行的模拟操作。如图表示人

体内一个精子受精的部分过程，有关分析错误的是（）

A.排出的精子经“精子获能”过程才可与发育至减数分裂H的卵子完成受精

B.①②过程卵子会通过透明带生理反应和卵细胞膜生理反应拒绝其他精子再进入卵内

C.精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂II,排出第二极体，形成雌原核

D.受精卵形成后即进行有丝分裂，在输卵管内完成坯胎发育的过程

【解析】D受精作用、受精卵发育的最早期是在输卵管中完成的，然后进入子宫，在

子宫内完成后续的胚胎发育过程。

号同居_围绕胚胎早期发育，考查科学思维

2.（2024・江苏模拟）为探讨K+对小鼠体外胚胎发育的影响，将经体外受精获得的小鼠受

精卵分别置于含0、2.5、12.5和50.0mrnolL-1KCI的培养液中培养，观察各组胚胎的发育

进程并统计数据，结果如下表。相关叙述错误的是（）

KC1浓度/受精卵2细胞4细胞桑甚

囊胚/%

(mmolL1)总数胚/%胚/%胚/%

11

0400(0)0(0)0(0)

(27.5)

10510110288

2.5115

(913)(87.8)(88.7)(76.5)

87796250

12.5120

(72.5)(65.8)(51.7)(41.7)

50.05043(86)10(20)0(0)0(0)

A.早期胚胎的体外培养过程需要控制好温度、气体环境和营养条件

B.当KC1浓度为0和50.0mmolL1时，小鼠胚胎的发育出现明显阻滞

C.由上表数据可知，早期胚胎发育的不同阶段对K'的需求一致

D.K+可能通过引起细胞膜电位的改变来调节细胞分裂和早期胚胎发育

【解析】C由上表数据可知，早期胚胎发育的不同阶段对K+的需求不同，当KC1浓

度为0时，受精卵的细胞数为40,2细胞胚的细胞数为II,4细胞胚、桑茎胚、囊胚的细胞

数均为0,这说明4细胞胚、桑甚胚、囊胚比受精卵、2细胞胚更需要K‘，C错误。

考点2胚胎工程技术及其应用

素养全面提升

1.人工授精和体外受精的比较

类型人工授精体外受精

卵母细胞的采集和

人工采精T检查与储存精

培养（体外）

液T人工授精（用人工的精子的采集和获能

过程

方法将精液注入正在发情（体外）

受精

的母畜生殖道中）

（体外）

受精卵的形成和早期胚胎发育

胚胎发受精卵的形成和胚胎发育

在体外，胚胎移植后的胚胎发

育场所场所在母畜体内

育在母畜体内

2.胚胎移植中的注意点

两次激第一次：用激素对供、受体进行同期发情处理。

素使用第二次：用促性腺激素处理，使供体超数排卵

第一次：对收集的胚胎进行检查。

两次检查

笫二次：对受体母畜是否妊娠进行检查

胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；

繁殖方式

胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖

3.“克隆羊''"试管羊”“转基因羊''的产生过程及分析比较

不同点

名称产生过程主要生物相同点

遗传物质遗传性状生殖方式

技术

动物体细A羊核基几乎全部都用到胚

克隆羊胞核移植因，B羊表现A羊无性生殖胎移植技

技术质基因性状术、动物

A、B羊细胞培养

试管羊::•一;«二•・・•内*,F体外受精双亲性状有性生殖

核基因，技术

B羊质基

因

目的基目的基因

转基DNA重

因、双亲性状、双有性生殖

因羊组技术

基因亲性状

热点考向点拨

要“L结合体外受精，考查科学思维

1.（2024•湖北三模）将未受精的青蛙卵母细胞浸泡在中性等渗溶液中，以防止由于渗透作

用引起体积的变化。在中性等渗溶液中补充放射性标记的氨基酸，每30min采集•次卵母

细胞样本并测定其放射性，在时刻1卵母细胞受精，受精后每隔5min采集一次样本并测

定其放射性，结果如图所示。该实验的对照组应设置为（）

时刻1

A.在受精前将卵母细抱浸入非放射性标记的中性等渗溶液

B.受精后每隔30min对卵母细胞进行采样

C.将卵母细胞分成两组，一组浸入非放射性标记的中性等渗溶液中，一组浸入放射性标

记的中性等渗溶液中

D.将卵母细胞分成两组，•组受精，另一组模拟受精，但不让精子进入卵细胞

【解析】D根据题意可知，在中性等渗溶液中补充放射性标记的氮基酸，每3（）min

采集一次卵母细胞样本并测定其放射性，受精后每隔5mm采集一次样本；并测定其放射

性，因此该实脸的目的是测试受精对蛋白质合成的影响。根据对照原则，除了被测试的项目，

对照组要和实验组保持一致。因此，对照组应和实验组除实际受精外的一切条件保持一致。

因此实验对照组应将卵母细胞分成两组，一组受精，另一组模拟受精，但不让精子进入卵细

胞，D正确。

2.（2024,长沙3月调研）（不定项）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）。下列叙述错

误的是（）

子宫输卵管

明L］一

’罂麻既可卯高鬲

I-----处&'­•—

单精子注入受精

A.采集的卵子需培养至MH期才能与获能的精子进行受精

B.PGD和PGS技术可分别用于筛选红绿色盲和唐氏综合征

C.将成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理

D.“理想胚胎”需培养至桑其胚或原肠胚才能植入子宫

【解析】CD将成熟的精子放在一定浓度的肝素或Ca〃溶液中，用化学药物诱导精子

获能，C错误:“理想胚胎”需培养至桑茎胚或囊胚才能植入子宫，D错误。

专向EL结合胚胎移植和胚胎分割，考查科学思维

3.（2024・湖南“一起考”一模）为获得导入R基因的转基因小鼠，科研人员进行了如下图

所示的操作过程。相关叙述错误的是（）

超数导入含R基因

叫唳瑞一受精卵唯舞懒胎

一，吗情处理一黑丝索

A.过程①需用促性腺激素处理以获得更多的卵母细胞

B.过程②操作中通常需多个表达载体和多个受精卵

C过程③需使用药物抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥

D.过程④处理的目的是使多只雌鼠b处于受孕准备状态

【解析】C为了胚胎移植成功往往需要更多的卯母细胞，所以过程①用促性腺激素对

供体进行超数排卵处理，A正确：将目的基因导入受体细胞用多个表达载体和多个受精卵可

以提高成功率，所以过程②操作中通常需多个表达载体和多个受精卵，B正确；受体对移入

子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，故过程③不需要抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥，

C错误；胚胎移植成功需要受体和供体达到相同的生理状态，所以过程④处理的目的是使多

只雌鼠b处于受孕准备状态，D正确。

4.（2024•湖南考前仿且三■）（不定项）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。下列叙述错误的是（）

分割针

A.精子需要获能处理后才能参与体外受精，而卵母细胞可直接参与受精

B.②是内细胞团，川分割针将其均等分割成2、3或8等份

C胚胎移植的实质是早期胚胎在相同环境条件下空间位置的转移

D.胚胎移植前需要对受体进行免疫抑制处理以避免发生免疫排斥反应

【解析】ABD体外受精时获取的精子一般需要经过获能处理才能参与受精，获取的

卵母细胞也需要在体外进行成熟培养，A错误；①是囊胚的内细胞团，胚胎分割时需要用分

割针将其均等分割成2、4或8等份，而不能分割成3等份，B错误；根据胚胎移植的操作

流程可知，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同环境条件下空间位置的转移，C正确；胚胎移

植的理论基础之一是受体不会对外来的早期胚胎发生免疫排斥反应，所以无需对受体进行免

疫抑制处理，D错误。

高考真题体3佥

1.（2024•北京卷）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.实验证实食蟹猴胚抬干细胞具有分化潜能

B.实验过程中使用的治养基含有糖类

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替能，A正确；实睑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正硫：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。

2.（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

工程技术提高臧羊的繁殖率，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

【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卯巢卵泡发育

和超数排卵，A正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养至MH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的，因此后代丁的遗传物质来源于藏,羊

甲和藏羊乙，D