1、第第34讲胚胎工程讲胚胎工程知识内容展示知识内容展示核心素养对接核心素养对接1.从受精卵谈起（从受精卵谈起（a）2.胚胎工程（胚胎工程（a）科学思维科学思维建立胚胎移植和试管动物的基本操作流建立胚胎移植和试管动物的基本操作流程模型程模型科学探究科学探究胚胎工程的应用胚胎工程的应用社会责任社会责任胚胎移植、胚胎分割等技术的应用胚胎移植、胚胎分割等技术的应用考点胚胎工程考点胚胎工程1.（2012浙江高考）浙江高考）下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是（下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是（）A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B.
2、卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层原肠胚发育分化形成内外两个胚层解析解析同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一，精卵能结合的原因之一，A正确；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的正确；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂次数的增多，细胞逐渐变小，细胞团称卵裂球，随着卵裂次数的增多，细胞逐渐变小，B错误；滋养层细胞只错
3、误；滋养层细胞只发育成哺乳动物胚胎附属结构及胚外结构，不具有发育的全能性，即不能分化发育成哺乳动物胚胎附属结构及胚外结构，不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官，出成体动物的所有组织和器官，C错误；原肠胚已分化出外、中、内三个胚层，错误；原肠胚已分化出外、中、内三个胚层，D错误。错误。答案答案A2.（2011浙江高考）浙江高考）培育培育“试管山羊试管山羊”的基本过程如图所示，若要培育成功，下列叙述的基本过程如图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是（）正确的是（）A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B.乙过程的目的之一
4、是促进卵母细胞和精子的成熟乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D.丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内解析解析甲为获取卵母细胞，可以用促性腺激素使其超数排卵，甲为获取卵母细胞，可以用促性腺激素使其超数排卵，A正确；乙过程的正确；乙过程的目的是促进卵母细胞成熟，使精子获能而不是成熟，并且使精子与卵细胞完成受目的是促进卵母细胞成熟，使精子获能而不是成熟，并且使精子与卵细胞完成受精作用，精作用，B错误；丙过程为培养早期胚胎，需要使用一系列不同成
5、分的培养液，错误；丙过程为培养早期胚胎，需要使用一系列不同成分的培养液，与乙过程中使用的培养液成分不同，与乙过程中使用的培养液成分不同，C错误；丁过程中早期胚胎需移植到与供体错误；丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内，生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内，D错误。错误。答案答案A本题组对应选修三本题组对应选修三P41P52胚胎工程胚胎工程1.受精大体包括精卵受精大体包括精卵、精子附着于卵膜、精卵、精子附着于卵膜、精卵等几个过程。等几个过程。同种动物精子、卵细胞表面有同种动物精子、卵细胞表面有，这是同种动物精卵才能结，这是同种动物精卵才能结合的原因之一。
6、合的原因之一。2.受精卵是动物个体发育的受精卵是动物个体发育的。受精卵经卵裂形成卵裂球，随着卵裂球细胞数。受精卵经卵裂形成卵裂球，随着卵裂球细胞数目增加，细胞逐渐目增加，细胞逐渐。当卵裂球含。当卵裂球含 个细胞时，其中的每个细胞都具个细胞时，其中的每个细胞都具有有 性，即均可以发育成完整个体。卵裂球继续分裂分化，形成的中空的细性，即均可以发育成完整个体。卵裂球继续分裂分化，形成的中空的细胞团，称为胞团，称为 或或 ，其外表是一层，其外表是一层，胚胎的附属结构或胚外结，胚胎的附属结构或胚外结构就由构就由发育形成的。其内部的细胞团就是发育形成的。其内部的细胞团就是。囊胚进一步。囊胚进一步发育，逐渐
7、形成一个发育，逐渐形成一个结构，分为结构，分为和和。外胚层细胞。外胚层细胞在胚盘正中线处形成一条增殖区，该区细胞增殖分裂，形成在胚盘正中线处形成一条增殖区，该区细胞增殖分裂，形成 ，这就是，这就是 。识别识别质膜融合质膜融合特异性相互识别的蛋白特异性相互识别的蛋白起点起点变小变小28全能全能囊胚囊胚胚泡胚泡滋养层滋养层滋养层滋养层胚胎干细胞胚胎干细胞圆盘状圆盘状内胚层内胚层外胚层外胚层中胚层中胚层原肠胚原肠胚3.获取卵母细胞的方法：卵巢经获取卵母细胞的方法：卵巢经处理后，使用处理后，使用确定确定 的的位置，插入位置，插入 吸取卵泡液，取出吸取卵泡液，取出。通常经体外培养的早期胚胎发。通常经体外
8、培养的早期胚胎发育到育到胚胎，最适宜用于胚胎，最适宜用于。4.胚胎移植的过程：胚胎移植的过程：发情排卵并经配种后，在一定时间内从其发情排卵并经配种后，在一定时间内从其和和 中取出中取出 ，然后把它们分别移植到另一头与供体同时，然后把它们分别移植到另一头与供体同时 、但未经但未经的母畜（受体）的的母畜（受体）的。5.胚胎干细胞是一种胚胎干细胞是一种 细胞，具有发育细胞，具有发育和和核型，能分化出成核型，能分化出成体动物的体动物的组织和器官，其细胞体积组织和器官，其细胞体积 ，核，核，核仁，核仁。在培养胚。在培养胚胎干细胞时，首先在培养皿底部制备一层细胞，称为胎干细胞时，首先在培养皿底部制备一层细
9、胞，称为 ，然后将胚胎干细胞，然后将胚胎干细胞在饲养层上。胚胎干细胞核移植是指把胚胎干细胞核移植到在饲养层上。胚胎干细胞核移植是指把胚胎干细胞核移植到 的卵母细胞的卵母细胞中，经中，经、后直接由受体完成克隆动物的技术，可后直接由受体完成克隆动物的技术，可培养出与培养出与 极为相似的极为相似的“复制品复制品”。超数排卵超数排卵超声监视器超声监视器卵泡卵泡穿刺针穿刺针卵母细胞卵母细胞8细胞以上细胞以上胚胎移植胚胎移植供体供体输卵管输卵管子宫角子宫角早期胚胎早期胚胎发情排卵发情排卵配种配种相应部位相应部位未分化未分化全能性全能性二倍体二倍体所有所有小小大大明显明显饲养层饲养层接种接种去核去核胚激活胚
10、激活胚胎培养胚胎培养胚胎移植胚胎移植细胞核供体细胞核供体一、胚胎发育一、胚胎发育1.受精作用受精作用（1）受精作用的过程：精卵）受精作用的过程：精卵 、精子附着于卵膜、精卵、精子附着于卵膜、精卵融合、精细胞融合、精细胞核与卵细胞核核与卵细胞核 等几个阶段。其中等几个阶段。其中 是实质阶段。是实质阶段。（2）精卵细胞）精卵细胞 有特异性相互识别的有特异性相互识别的是同种动物精卵受精发生的原因之是同种动物精卵受精发生的原因之一。一。识别识别质膜质膜融合融合核融合核融合表面表面糖蛋白糖蛋白2.哺乳动物胚胎早期发育的过程哺乳动物胚胎早期发育的过程 受精卵：动物个体发育的受精卵：动物个体发育的，在输卵管
11、内完成受精作用时已开始分裂，在输卵管内完成受精作用时已开始分裂起点起点有丝分裂有丝分裂增多增多不增加或略有缩小不增加或略有缩小全能性全能性胎儿的各种组织胎儿的各种组织附属结构附属结构胎盘胎盘中胚层中胚层二、胚胎工程二、胚胎工程1.胚胎工程胚胎工程（1）含义：在）含义：在过程中进行的过程中进行的操作技术。操作技术。（2）技术：主要包括体外受精、）技术：主要包括体外受精、胚胎移植、胚胎移植、胚胎干、胚胎干细胞培养等。细胞培养等。（3）研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是）研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是。胚胎发育胚胎发育胚胎胚胎胚胎体外培养胚胎体外培养胚胎分割胚胎分割哺乳动物哺乳动物2
12、.体外受精和胚胎体外培养体外受精和胚胎体外培养获能获能精子精子成熟成熟卵子卵子 系列系列培养液培养液早期早期胚胎胚胎体外受精体外受精胚胎体外培养胚胎体外培养3.胚胎移植胚胎移植良种良种超数超数排卵排卵早期胚胎早期胚胎胚胎移植胚胎移植同期发情受体同期发情受体供体后代供体后代4.胚胎分割胚胎分割5.胚胎干细胞胚胎干细胞（1）来源：囊胚）来源：囊胚中分离。中分离。（2）培养：）培养：早期早期胚胎胚胎切割针切割针酶处理酶处理囊胚期囊胚期内细胞团内细胞团早期早期胚胎胚胎内细内细胞团胞团 胚胎胚胎干细胞干细胞饲养层饲养层角度胚胎工程角度胚胎工程1.（2018浙江五校联考节选）浙江五校联考节选）回答有关胚胎
13、工程的问题：回答有关胚胎工程的问题：（1）“二娃二娃”政策实施后，一些高龄夫妇选择政策实施后，一些高龄夫妇选择“试管婴儿试管婴儿”技术孕育二胎：要使精子技术孕育二胎：要使精子和卵细胞在体外成功融合，首先须采集到成熟的卵细胞，最常用的方法是卵巢经和卵细胞在体外成功融合，首先须采集到成熟的卵细胞，最常用的方法是卵巢经过过处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出取出，在体外进行人工培养，促进其成熟。同时对于男方提供的精子，在体外进行人工培养，促进其成熟。同时对于男方提供的精子，须经系列处理与培养，以达到须经系列处理与
14、培养，以达到状态。受精卵形成后，经人工培养至状态。受精卵形成后，经人工培养至阶段，借助胚胎移植技术回输至女方体内，经过自然孕育，即得试管婴儿。阶段，借助胚胎移植技术回输至女方体内，经过自然孕育，即得试管婴儿。（2）胚胎干细胞研究发展前景诱人，它具有发育全能性和二倍体核型。培养胚胎干）胚胎干细胞研究发展前景诱人，它具有发育全能性和二倍体核型。培养胚胎干细胞的培养基中，必须加入胰岛素、葡萄糖、细胞的培养基中，必须加入胰岛素、葡萄糖、等成分。并且要将干细胞接种等成分。并且要将干细胞接种在饲养层上，用于饲养层的细胞一般是在饲养层上，用于饲养层的细胞一般是_。（3）下列有关胚胎移植的说法错误的是）下列有
15、关胚胎移植的说法错误的是。A.供体与受体是同一物种的雌性供体与受体是同一物种的雌性 B.受体与供体保持相同的生理状态受体与供体保持相同的生理状态C.供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系D.多胚胎移植在提高妊娠率的同时，常可获得性状完全相同的孩子多胚胎移植在提高妊娠率的同时，常可获得性状完全相同的孩子解析解析体外受精就是采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。体外受精就是采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。其过程是：（其过程是：（1）将成熟的精子放入培养液中培养，使精子达到获能状态，这样才能）将成熟的精子放入培养
16、液中培养，使精子达到获能状态，这样才能够穿入到卵细胞内部；（够穿入到卵细胞内部；（2）采集成熟的卵细胞。首先从卵巢中获得未成熟的卵母细）采集成熟的卵细胞。首先从卵巢中获得未成熟的卵母细胞，最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入胞，最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞，在体外进行人工培养促进其成熟；（穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞，在体外进行人工培养促进其成熟；（3）获能的）获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精；（精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间
17、，便可受精；（4）受）受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期是发育到是发育到8细胞以上的胚胎，如早期囊胚；（细胞以上的胚胎，如早期囊胚；（5）经分娩产仔就得到）经分娩产仔就得到“试管动物试管动物”。培养。培养胚胎干细胞的关键需要一种培养体系，首先要在培养皿底部制备一层细胞，称为饲养胚胎干细胞的关键需要一种培养体系，首先要在培养皿底部制备一层细胞，称为饲养层，如胚胎成纤维细胞，以促进胚胎干细胞的生长，抑制胚胎干细胞的分化。多胚胎层，如胚胎成纤维细胞，以促进胚胎干细胞的生长，抑制胚胎干细
18、胞的分化。多胚胎移植能提高妊娠率，孩子的性状相同与否取决于胚胎的遗传物质是否相同，通过体外移植能提高妊娠率，孩子的性状相同与否取决于胚胎的遗传物质是否相同，通过体外受精得到的两个胚胎的遗传物质一般不同，受精得到的两个胚胎的遗传物质一般不同，D错误。错误。答案答案（1）超数排卵卵母细胞获能）超数排卵卵母细胞获能8细胞到早期囊胚（细胞到早期囊胚（2）动物血清胚胎成）动物血清胚胎成纤维细胞（纤维细胞（3）D2.（2018温州模拟节选）温州模拟节选）2016年年4月突破的月突破的“三亲婴儿三亲婴儿”技术有望解决一些生育问题，技术有望解决一些生育问题，技术流程如图所示。请分析回答：技术流程如图所示。请分
19、析回答：（1）采集卵母细胞：经）采集卵母细胞：经处理后，用处理后，用仪器确定卵泡位置，插入穿刺仪器确定卵泡位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞。针吸取卵泡液，取出卵母细胞。（2）图中）图中“去核去核”和和“取核取核”的操作方法的操作方法（填（填“可以可以”或或“不可以不可以”）相同。）相同。（3）过程）过程A使用的技术是使用的技术是。过程。过程B必须借助早期胚胎培养和必须借助早期胚胎培养和技术。技术。（4）若需要鉴定胚胎的性别，为了降低可能的风险，可取囊胚的）若需要鉴定胚胎的性别，为了降低可能的风险，可取囊胚的细胞进行细胞进行鉴定。鉴定。（5）从遗传角度分析，）从遗传角度分析，“三亲婴儿三
20、亲婴儿”技术还可以避免技术还可以避免“母亲母亲”的的（填细胞结构）（填细胞结构）中的缺陷基因传递给孩子。中的缺陷基因传递给孩子。解析解析（1）采集卵母细胞时，经超数排卵处理后，用超声监视器（）采集卵母细胞时，经超数排卵处理后，用超声监视器（B超）确定卵泡位超）确定卵泡位置，插入穿刺针吸取卵泡液取出卵母细胞。（置，插入穿刺针吸取卵泡液取出卵母细胞。（2）图中）图中“去核去核”和和“取核取核”都可以通过显微都可以通过显微操作法进行。（操作法进行。（3）图中过程）图中过程A是将是将“母亲母亲”的卵母细胞核移植到捐献者的去核的卵母细的卵母细胞核移植到捐献者的去核的卵母细胞中形成重组细胞，使用的技术是核
21、移植；过程胞中形成重组细胞，使用的技术是核移植；过程B必须借助早期胚胎培养和胚胎移植必须借助早期胚胎培养和胚胎移植技术。（技术。（4）若需要鉴定胚胎的性别，为了降低可能的风险，可取囊胚的滋养层细胞）若需要鉴定胚胎的性别，为了降低可能的风险，可取囊胚的滋养层细胞进行鉴定。（进行鉴定。（5）“母亲母亲”只是给只是给“三亲婴儿三亲婴儿”提供了细胞核，从遗传角度分析，提供了细胞核，从遗传角度分析，“三亲婴三亲婴儿儿”技术还可以避免技术还可以避免“母亲母亲”的线粒体（细胞质）中的缺陷基因传递给孩子。的线粒体（细胞质）中的缺陷基因传递给孩子。答案答案（1）超数排卵超声监视器）超数排卵超声监视器/B超（超（
22、2）可以（）可以（3）核移植）核移植 胚胎移植胚胎移植（4）滋养层（）滋养层（5）线粒体）线粒体/细胞质细胞质1.精子与卵子的发生精子与卵子的发生2.早期胚胎发育早期胚胎发育（1）过程：受精卵）过程：受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚。原肠胚。（2）图示：）图示：3.概念辨析概念辨析（1）滋养细胞：指先期培养的细胞，用于支持细胞克隆生长的细胞，如经射线照射）滋养细胞：指先期培养的细胞，用于支持细胞克隆生长的细胞，如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞。本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞。（2）滋养层：属于动物囊胚外表的一层扁平细胞，这些细胞将发育成胚胎附属结构）滋养层：属于动物囊胚外表的一层扁平细胞，这些细胞将发育成胚胎附属结构或胚外结构如胚盘。或胚外结构如胚盘。（3）饲养层细胞：一般是指胚胎成纤维细胞，该细胞可以分泌一些能抑制细胞分化）饲养层细胞：一般是指胚胎成纤维细胞，该细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。
