高中生物學人教版（2019）選擇性必修三3.2胚胎工程技術及其應用

3.2胚胎工程技術及其應用

學習目標

1、簡述精子和卵子受精前需要具備的條件。

2、描述受精過程。

3、簡述哺乳動物的胚胎發(fā)育過程及其主要特點。

4、認同胚胎工程建立及發(fā)展的意義。

基礎梳理

（-）體外受精

1.試管動物：通過人工操作使卵子在_____受精，經(jīng)培養(yǎng)發(fā)育為后，再進行移

植產(chǎn)生的個體。

2.體外受精技術的主要步驟：、和.

3.過程

卵巢

I

______________采集精子

的卵母細胞

-------、

______培養(yǎng)

（二）胚胎移植

1.概念：是指將通過及其他方式得到的胚胎，移植到、

雌性動物體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。

2.分析胚胎移植的生理學基礎

/胚胎移植成功與否關系到：供體和受體的

（1）供、受體的生理變化相同，為胚胎提供相同的生理環(huán)境。怎樣保證胚胎移植

前后所處的生理環(huán)境保持一致？

（2）早期胚胎沒有與母體子宮建立組織聯(lián)系，為提供可能。

（3）受體對外來胚胎基本不發(fā)生，為胚胎的存活提供可能。

（4）胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但其不受影響。

3.胚胎移植的基本程序

Q）供、受體的選擇和處理（使用激素進行處理、處理）

（2）或人工受精。

（3）胚胎收集（沖卵）、檢查（胚胎發(fā)育到或囊胚）、培養(yǎng)或保存（-196C的液氮）

（4）胚胎移植：手術法（引出子宮和卵巢將其注入）；非手術法（用移植管將其送入子宮）

（5）移植后的檢查（是否妊振）等。

4.胚胎移植的意義

（1）充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的。

（2）了供體本身的繁殖周期。

（3）對供體施行處理后，增加后代數(shù)量。

（三）胚胎分割

1.概念：采用將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎

或多胎的技術。

2.所需主要儀器設備：和o

3.操作對象及要求：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常或囊胚，將它移入盛有操作液的培養(yǎng)

皿中，在顯微鏡下用或分割。在分割囊胚階段的胚胎時，要注意將內細胞

團______分割。

4.胚胎分割的意義

（1）促進優(yōu)良動物品種的繁殖，產(chǎn)生_______相同的后代用于遺傳學研究。

（2）對胚胎進行、等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康

后代有重要意義。

隨堂訓練

1.下列是人工授精和體外受精，相同點是（）

A.人工授精能更有效地發(fā)揮優(yōu)良公畜的優(yōu)良特性

B.體外受精能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能

C.人工授精和體外受精的本質相同

D.人工授精的精卵結合過程發(fā)生在母畜體內，而體外受精的過程發(fā)生在母畜體外

2.下列關于哺乳動物胚胎工程的敘述，錯誤的是（）

A.胚胎分割時，最好選擇桑甚胚或原腸胚

B.胚胎干細胞可從早期胚胎中分離獲取

C.胚胎移植時，受體母畜的生理狀態(tài)必須與供體母畜相同

D.受精過程及早期胚胎發(fā)育過程可以在體外進行

3.下列關于胚胎移植生理學基礎的說法，錯誤的是（）

A.早期胚胎處于游離狀態(tài)，為胚胎的移植提供了可能

B.供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理、組織上的聯(lián)系，這是供體胚胎正常發(fā)育的生理基

礎

C.受體子宮與外來胚胎不發(fā)生排斥反應，這為胚胎在受體內存活提供了可能

D.胚胎移植產(chǎn)下的個體在細胞質基因控制的性狀上與受體性狀相似

4.某種野豬數(shù)量少，繁殖率低。利用體外受精等胚胎工程技術能有效提高該種野豬的繁殖率。

下列相關說法正確的是（）

A.卵母細胞需人工培育至減數(shù)第一次分裂中期才具備寫精子受精的能力

B.胚胎發(fā)育早期，卵裂時細胞的數(shù)量和胚胎總體積都在不斷增加

C.可以對發(fā)育良好的囊胚滋養(yǎng)層進行均等分割以獲得更多優(yōu)良性狀的胚胎

D.可選擇健康的家豬作為胚胎移植的受體

5.下列關于胚胎分割技術的敘述，錯誤的是（）

A.胚胎分割操作在動物的子宮內進行

B.用分割針或分割刀對早期胚胎進行分割

C.分割后的胚胎可移植到受體子宮內進一步完成胚胎發(fā)育

D.對囊胚進行分割時要注意將內細胞團均等分割

6.下列關于胚胎工程在動物育種中應用的敘述，正確的是（）

A.從家兔輸卵管沖取的成熟卵子可以直接與獲能的精子在體外受精

B.移植的胚胎中一定含有來自不同個體的數(shù)量相等的核遺傳物質

C.在桑根胚時期進行胚胎分割時，應注意將內細胞團均等分割

D.鑒定胚胎性別時可根據(jù)減數(shù)第一次分裂中期細胞中染色體的形態(tài)確定

7.科學家剝離小鼠囊胚滋養(yǎng)層細胞得到內細胞團（ICM）,并將其置于飼養(yǎng)層細胞上培養(yǎng)得

到小鼠ES細胞，過程如圖所示，請回答下列問題。

內細胞團（ICM）ICM細胞

飼養(yǎng)層

整。細胞

孕鼠

囊胚飼養(yǎng)層上抑制培養(yǎng)

（1）體外動物細胞培養(yǎng)過程中C02的主要作用是，定期更換培養(yǎng)基的目的是,

（2）飼養(yǎng)層細胞可以合成和分泌促有絲分裂因子，可以合成和分泌細胞分化抑制因子，因

而飼養(yǎng)層在分離培養(yǎng)ES細胞中具有和兩個方面的作用。

（3）ES細胞在形態(tài)中的特點是o若實現(xiàn)ES細胞定向誘導分化，需要在培養(yǎng)基中加

入

（4）利用胚胎干細胞誘導分化成的新膀胱移植最大優(yōu)點是

（5）為了保證遺傳的穩(wěn)定性，囊胚的獲取還可以采用技術，該過程通常用去核的卵母

細胞作為受體細胞除了它體積大、易操作、營養(yǎng)物質豐富外，還因為它含有的物質。

答案解析

1.答案：C

解析：人工授精能更有效地發(fā)揮優(yōu)良公畜的優(yōu)良特性，這是兩者的區(qū)別，A不符合題意；體

外受精能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能，這是兩者的區(qū)別，B不符合題意；二者的本質都是

兩性生殖細胞的結合，C符合題意；人工授精的精卵結合過程發(fā)生在母畜體內，而體外受精

的過程發(fā)生在母畜體外，這是兩者的區(qū)別，D不符合題意。

2.答案：A

解析：胚胎分割時，最好選擇桑意胚或囊胚，A錯誤；胚胎干細胞來源于早期胚胎，具有發(fā)

育的全能性，B正確；胚胎移植時，受體母畜的生理狀態(tài)必須與供體母畜相同，這樣可以保

證胚胎植入一個相似的生理環(huán)境，C正確；培育試管動物時，受精過程及早期胚胎發(fā)育過程

在體外進行，D正確。

3.答案：D

解析：早期胚胎在相當一段時間內是獨立存在的，未與子宮建立實質性聯(lián)系，這為胚胎的移

植提供了可能，A正確；供體胚胎，在一定時期后會與受體子宮建立生理上和組織上的聯(lián)系,

從而保證了以后正常發(fā)育所需要的營養(yǎng)條件，B正確：一般來說，同一物種的受體子宮對于

具有外來抗原性質的胚胎并沒有免疫排斥現(xiàn)象,這為胚胎在受體內存活提供了可能,C正確;

供體胚胎的遺傳性狀與供體性狀相似，D錯誤。

4.答案：D

解析：卵母細胞需人工培育至減數(shù)第二次分裂時期才具備與精子受精的能力，A錯誤；胚胎

發(fā)育早期，細胞的數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，B錯誤；可以對發(fā)育良好的囊

胚進行分割以獲得更多優(yōu)良性狀的胚胎，分割時應注意將內細胞團均等分割，C錯誤；進行

胚胎移植時，一般選用同種生物作為移植的受體，本題中可選擇健康的家豬作為受體，D正

確。

5.答案：A

解析：胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲

得同卵雙胎或多胎的技術；來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，因此胚胎分割可以看

作動物無性繁殖或克隆的方法之一；目前以二分胚的分割和移植效率最高。胚胎分割是在體

外進行的，A錯誤；胚胎分割時，應用分割針或分割刀對早期胚胎進行分割，分割后可移植

到受體子宮內進一步完成胚胎發(fā)育，B、C正確；為保證個體的成活率及發(fā)育的一致性，對

囊胚進行分割時要注意將內細胞團均等分割，D正確。

6.答案：A

解析：從輸卵管沖取的成熟卵子可以直接與獲能的精子在體外受精；移植的胚胎的細胞中不

一定含有來自不同個體的數(shù)量相等的遺傳物質；在囊胚時期進行胚胎分割時，應注意將內細

胞團均等分割；鑒定胚胎性別時可選擇滋養(yǎng)層細胞，進行DNA鑒定，也可以觀察有絲分裂

中期細胞中染色體的形態(tài)；故選A。

7.答案：（1）維持培養(yǎng)液的pH；補充營養(yǎng)物質，清除有害代謝廢物

（2）促進細胞的增殖；抑制細胞的分化

（3）體積小，細胞核大，核仁明顯；分化誘導因子

（4）不會引起免疫排斥反應

（5）核移植；促進細胞核全能性表達

解析：（1）動物細胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境，即95%的空氣和5%的C02,其中C02的主

要作用是維持培養(yǎng)液的pH；定期更換培養(yǎng)基可以補充營養(yǎng)物質，并能清除有害代謝廢物，

防止細胞代謝產(chǎn)物枳累對細胞自身造成危害。