高考生物 第十一单元 第41讲

第41讲 胚胎工程

[考纲要求] 1.动物胚胎发育的基本过程(Ⅰ)。2.胚胎工程及其应用(Ⅰ)。

考点一 胚胎发育与胚胎工程

1．胚胎发育的过程

2．胚胎工程

(1)含义：在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术。

(2)技术：主要包括体外受精，胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。 (3)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。 3．体外受精和胚胎体外培养

(1)精子的采集及获能：从附睾中取出成熟的精子，放入培养液中培养，使其达到获能状态。 (2)卵细胞的采集：最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后，用穿刺针吸取卵泡液(连同卵母细胞)取出，然后在体外进行人工培养，促进其成熟。

(3)受精：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。 (4)受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入和着床，通常移植的适宜时期是发育到8细胞以上的胚胎。 (5)胚胎体外培养

①早期胚胎在人工创造的环境中的发育。

②胚胎不同发育期需要不同成分的培养液，尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。 [思维诊断]

(1)从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精(2014·江苏，16B)( × ) (2)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力( √ ) (3)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性(2012·浙江，2)( × ) (4)囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大( × ) (5)原肠胚时期的每一个细胞都属于全能干细胞( × )

题组 胚胎发育与体外受精过程分析

1．下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( )

A．获取的精子经获能后才能进行体外受精 B．②过程只与细胞膜的流动性有关 C．③过程的细胞增殖方式是有丝分裂 D．④过程属于胚胎移植过程 答案 B

解析 在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；④过程是将多细胞胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。

2．下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是( )

A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育

B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大 C．原肠胚有三个胚层，逐渐分化形成各种器官 D．原肠胚是进行胚胎移植的最好时期 答案 C

解析 由受精卵发育为幼体是胚胎发育，由幼体发育为成体是胚后发育。卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小。原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行。 3．下列有关胚胎工程的叙述，正确的是( )

1A．对某一胚胎的干细胞核移植，产生的动物中雄性和雌性的概率各占

2B．胚胎分割的对象可选择受精卵到原肠胚阶段的胚胎

C．胚胎干细胞培养时，为了抑制其分化，常需接种在胚胎成纤维细胞上 D．从附睾取出的成熟精子即可直接与成熟的卵细胞受精 答案 C

解析 对某一胚胎的干细胞核移植产生的动物性别与干细胞来源有关，如果干细胞来自雄性

动物，则培养的动物个体都是雄性，如果干细胞来自雌性动物，则培养的动物个体都是雌性；胚胎分割应选择胚胎尚未进行细胞分化时进行；胚胎成纤维细胞是已经分化的细胞，会抑制胚胎干细胞分化；精子需要获能才能与成熟的卵细胞受精。

考点二 胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞

1．胚胎移植

(1)概念：指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。 (2)供体：指提供胚胎的动物。 (3)受体(代孕母)：接受胚胎的动物。

(4)过程：供体母畜―→早期胚胎――→同期发情排卵、但未经配种的受体的相应部位――→后代。

(5)意义：胚胎工程中获得后代的唯一方法。 2．胚胎分割

(1)概念：借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。

(2)基本过程：良种母牛取出,早期胚胎或采用酶处理等方式――→分割的胚胎或细胞――→受体――→后代。

(3)意义：可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖良种畜的方法。 3．胚胎干细胞

(1)来源：囊胚内细胞团。

(2)培养：一般用胚胎成纤维细胞作饲养层培养胚胎干细胞，这样可以促进干细胞生长的同时抑制干细胞的分化。

(3)获取：把胚胎干细胞放到有饲养层的培养液中培养，直到内细胞团突出饲养层外，用酶消化或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。 (4)应用：①胚胎干细胞核移植：将胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。 ②用干细胞克隆器官，为器官移植提供器官。

切割针?刀?

直接移植

发育产仔

移植

分娩

题组 胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞的应用以及过程分析 1．牛胚胎移植的基本程序如下图所示，下列说法错误的是( )

A．供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎 B．图中a指的是超数排卵，可用促性腺激素

C．为了提高牛胚胎的利用率，常采用的方法是胚胎分割移植 D．供体和受体(代孕母牛)要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应 答案 D

解析 本题考查胚胎移植的过程。胚胎移植的目的是发挥雌性优良个体的繁殖潜力；胚胎分割是将一个胚胎分成多份，从而提高了优良胚胎的利用率；胚胎移植过程不同于器官移植，并不是将胚胎移植到受体的体内，而是在受体的子宫内发育，所以没有排斥反应，不需要进行免疫检查。

2．下列关于胚胎分割的说法中，正确的是( ) A．胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体 B．胚胎分割次数越多，产生的新个体也就越多 C．胚胎分割移植属于有性生殖

D．胚胎分割若在囊胚期，不仅内细胞团要均等分割，滋养层也要均等分割 答案 A

解析 胚胎分割移植的各部分是由一个受精卵经有丝分裂产生的，其基因型完全相同，属于无性生殖。在囊胚期分割时的关键是要注意内细胞团的均等分割。实践证明，同卵多胎的可能性很小，所以不宜分割次数过多。

3．某研究小组准备对某种动物的胚胎干细胞进行动物细胞培养。下列有关叙述正确的是( )

A．胚胎干细胞在不加饲养层的培养基中培养会出现细胞分化 B．可从原肠胚中获取胚胎干细胞

C．胚胎干细胞在原代培养过程中不会出现接触抑制的现象 D．胚胎干细胞经培养能分裂分化成新个体 答案 A

解析 本题考查胚胎干细胞的培养。加饲养层的胚胎干细胞不分化，不加饲养层的胚胎干细胞能分化成组织器官；胚胎干细胞来源于早期胚胎(囊胚)，内细胞团为胚胎干细胞，原肠胚已经发生细胞分化；如果不出现接触抑制现象，那么细胞已经发生癌变，因此胚胎干细胞的原代培养也会出现接触抑制现象；胚胎干细胞虽然具有发育全能性，但是凭目前技术还不能由干细胞发育成新个体。