第2章细胞工程第3节胚胎工程第2课时胚胎工程技术及其应用[学习目标] 1.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。2.认同体外受精在家畜快速
繁殖中的重要意义。3.举例说出胚胎移植的过程。4.认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。5.举例说出胚胎分割的注意事项及其实际意义
。知识自主梳理人工操作 体外 早期胚胎 卵母细胞的采集 精子的获取 成熟培养 获能处理 繁殖能力 胚胎 体外受精 同种的 生理状态
雌性 提供胚胎 接受胚胎 4．牛胚胎移植的过程超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。繁殖潜力
繁殖周期 超数排卵 最终 7．胚胎移植的生理学基础相同生理环境 空间位置 早期胚胎 同卵双胎或多胎 相同 克隆 体视显微镜 显微操
作仪 桑葚胚或囊胚 操作液 内细胞团 滋养层 直接 体外培养 性别鉴定 遗传病筛查 在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后
所处的生理环境保持一致？原因是什么？提示：对供体和受体母畜进行同期发情处理。同期发情处理使供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提
供相同的生理环境。 胚胎移植中胚胎来源有哪些？生殖方式是什么？提示：①动物体细胞核移植——无性繁殖。②体外受精——有性生殖。③体
内受精——有性生殖。④转基因受精卵——有性生殖。 为什么同种动物之间进行胚胎移植易于成功？提示：这里的“同种”是指“同物种”，同
一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。 胚胎移植的后代具有供体和受体共同的遗传性状吗？性别由谁决定？提示：不具有。后代的遗传性
状是由供体决定的，受体只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性；性别取决于公牛提供何种精子。 为什么选择桑葚胚或囊胚进行胚
胎分割？提示：①桑葚胚阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。②桑葚胚进一步发育，细胞开始分化，逐渐形成囊
胚，囊胚阶段的细胞全能性仍然很高，可用于胚胎分割。 对囊胚阶段的胚胎分割时，为什么将内细胞团均等分割？提示：若分割时不能将内细胞
团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。 做性别鉴定时，为什么取滋
养层细胞？提示：取滋养层细胞不影响胚胎分割和发育。 胚胎分割是不是分割的份数越多，效率越高？提示：分割的份数越多，技术难度会越大
，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。学习目标检测1．(目标1、3)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物繁殖
技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( )①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆 ⑤胚胎移植A．①③ B．①④ C．②⑤
D．③⑤解析 试管动物指经过人工体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术获得的个体；不同于经动物细胞培养、核移植得到的克隆动物，
D符合题意。2．(目标2、4)胚胎工程的核心技术是( )A．胚胎分割与融合 B．体外受精和胚胎移植C．胚胎性别鉴定 D．胚胎
冷冻保存技术3．(目标2、4)发展试管动物繁殖技术具有重要意义，下列关于这方面的叙述，错误的是( )A．可解决某些优良种畜生育率
低的问题B．可以更多、更有效地利用优良种畜的卵细胞C．可以通过普通家畜繁育良种家畜D．不能缩短供体动物本身的繁殖周期4．(多选)(
目标3、4)如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤，下列叙述正确的是( )A．胚胎移植可以定向产生基因突变B．可选择在桑葚
胚期进行胚胎分割C．①②两个胚胎具有相同遗传物质D．③可移植到任何母牛子宫内发育解析 胚胎移植过程不发生基因突变，且基因突变具有不
定向性，A错误；③应移植到同种发情的母牛子宫内，D错误。5．(目标1、3)长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈
，近年来发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法，请据图回答
：胚胎移植 获能 受精 克隆牛G的乳腺细胞中含雌性 雌性或雄性 使母牛B和母牛D同期发情重点题型突破题型一 试管动物及体外受精过程
分析[例1] 下列有关试管婴儿及试管动物和体外受精的叙述，正确的是( )A．通过试管婴儿繁育后代的过程属于有性生殖B．试管牛所采
用的技术中包含克隆技术和体外受精等C．试管婴儿能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子D．从雌性体内采集的卵子或卵母细胞均需体外
培养后，才能与获能的精子受精解题分析 试管动物是指通过人工操作使卵子和精子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体
，因此属于有性生殖，A正确；试管牛所采用的技术中不包含克隆技术，B错误；试管婴儿能解决部分不孕不育症，但不能使不能产生精子或卵子的
夫妇得到自己的孩子，C错误；在输卵管中获得的卵子可直接与获能的精子受精，在卵巢内采集的卵母细胞需体外培养后，才能与获能的精子受精，
D错误。[例2] 下列关于体外受精技术的说法中，错误的是( )A．精子可培养在人工配制的获能液中获能B．体外受精是从初级卵母细胞
和初级精母细胞开始的C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术D．体外受精技术可以为胚胎移植提供可用的胚胎解题分析 体外受精
时，精子是成熟的，而采集的卵(母)细胞成熟程度不同，需要进行培养，使之发育到MⅡ时期才可进行体外受精。题型二 体内、体外受精与人工
授精的比较[例3] 体内受精、体外受精、人工授精的共同点是( )A．均需在输卵管完成受精 B．均需采集卵母细胞C．均需采集精液
D．受精前精子均需获能解题分析 体外受精在体外专门的受精溶液中进行，A错误；体内受精和人工授精都不需要采集卵母细胞，B错误；体
内受精不需要采集精液，C错误；任何形式的受精作用过程中，精子都需要获能，D正确。人工授精和体外受精的比较题型三 胚胎移植过程考查[
例4] (多选)下列关于胚胎移植的叙述，正确的是( )A．胚胎移植属于无性繁殖，大大缩短了供体本身的繁殖周期B．供体的主要职能变
为产生具有优良遗传特性的胚胎C．使用促性腺激素对供体进行超数排卵处理D．精子必须经过获能处理后才能与卵细胞进行体内受精或体外受精解
题分析 胚胎移植可能为有性生殖，也可能为无性生殖，A错误。[例5] 如图为牛胚胎移植示意图，请据图回答下列问题：(1)牛胚胎移植程
序中，①通常是采用_______进行同期发情处理，然后②用__________激素使供体母牛超数排卵。(2)③对胚胎进行质量检查，
这时的胚胎应发育到_________或_______阶段。(3)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同？________
__。为什么？_____________________________________________ ____________
___________________________________________________。(4)进行胚胎移植的优势是
____________________________________。(5)胚胎收集的生理基础是_______________
_______________________ ________________________。激素 促性腺 桑葚胚 囊胚 不相
同 因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和供体公牛，且供体胚胎的遗传物质在孕育过程中不会受受体母牛的影响而发生改变充分发挥雌性优良个体
的繁殖潜力 早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系解题分析 (1)胚胎移植时供、受体牛必须都处在发情期，通常用
激素进行处理。促性腺激素可以使供体母牛超数排卵。(3)受体母牛只是提供胚胎发育的场所，胚胎遗传物质不受其影响。题型四 胚胎分割过程
考查[例6] 现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，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，请回答：(
1)A细胞是____________________，在进行体外受精前要对精子进行__________处理。进行胚胎分割时，应选择
发育到________________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意___________ ______
_____________________________________。(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别____
____，生殖方式为____________。(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于______________。解题分
析 (2)(3)胚胎分割产生的胚胎来自同一个受精卵，所以遗传物质彼此相同，培育的后代性别相同，该技术属于克隆的范畴，为无性生殖，通
过体细胞克隆得到的后代性别取决于供核的亲本。(次级)卵母细胞 获能 桑葚胚或囊胚 将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发
育相同 无性生殖 提供核的亲本 生殖方式的判断判断胚胎移植为何种生殖方式时，关键是看胚胎是通过何种方式而来的。(1)同一胚胎经分割
移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合，属于无性繁殖或克隆。(2)体外受精
形成的胚胎进行胚胎移植属于有性生殖。(3)核移植形成的胚胎进行胚胎移植属于无性生殖。题型五 胚胎分割和胚胎移植的比较[例7] 如图
是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤，下列叙述不正确的是( )A．①、②需移植到同期发情的母牛子宫内发育B．E细胞不一定是受
精卵细胞C．分割针应均等分割内细胞团D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段解题分析 ①、②只能移植到同种且生理状态相同的母牛子
宫内发育，A正确；E细胞不一定为受精卵细胞，还可能是核移植产生的重构胚，B正确；胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊
胚，对囊胚期的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育，C正确；图中a过程不能包括原肠胚阶
段，因为胚胎分割应选发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，D错误。课后课时作业[单项选择题] 知识点一 体外受精1．下列关于试管动物技
术的叙述，不正确的是( )A．通过人工操作使卵子与精子在体外条件下受精B．运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖C．可实现优良品种
的快速、大量繁殖D．试管动物技术培育动物过程全部在体外进行解析 试管动物技术是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下受精，经培养发
育为早期胚胎后，再进行移植产生后代的技术，A正确；试管动物技术仍然属于通过有性生殖繁育后代的技术，因为操作过程中仍然有两性生殖细胞
的结合过程，B正确；此技术可用于良种动物的快速、大量繁殖，C正确；早期胚胎经移植后的发育过程在体内进行，D错误。2．可以与获能精子
进行体外受精的卵母细胞需要培养到( )A．减数分裂Ⅰ中期 B．减数分裂Ⅱ中期C．桑葚胚期 D．囊胚期解析 卵母细胞培养到减数
分裂Ⅱ中期时才具备与精子受精的能力，B正确。3．下列化学物质中可使精子获能的是( )A．氯化钙溶液 B．肝脏提取液C．肝素溶液
D．氨基酸营养液解析 一定浓度的肝素或钙离子载体溶液可诱导精子获能，C正确。解析 无论是采集的卵母细胞还是精子，在受精以前必须
经过处理，获能精子和成熟卵子在受精溶液中培养一段时间后才能完成体外受精。 知识点二 胚胎移植5．根据胚胎移植的基本程序，排出正确顺
序( )①配种或进行人工授精 ②对胚胎进行质量检查 ③对胚胎进行移植 ④移植后的检查 ⑤对供、受体的选择和处理 ⑥胚胎的收集 ⑦
对胚胎进行培养或保存A．⑤①⑥②⑦③④ B．①⑤⑥②⑦③④C．⑤①⑥⑦②③④ D．①⑤⑥⑦②③④6．下列关于牛胚胎移植的说法，
错误的是( )A．对供体、受体要进行选择B．要用激素对供体进行超数排卵处理C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D．
供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎解析 大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，在进行胚胎
移植时没有必要对受体进行免疫检查，C错误。7．下列关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是( )A．同种动物之间的生理特征相近，
进行胚胎移植易于成功B．早期胚胎在一段时间内是独立存在的，未与子宫建立实质性联系C．一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原性
质的胚胎并没有免疫排斥现象D．移植的胚胎，依靠自身储存的营养物质继续完成胚胎发育解析 移植的胚胎，在一定时期后会与受体子宫建立生理
上和组织上的联系，从而保证了以后正常发育所需要的营养条件，D错误。8．哺乳动物如牛、羊等是人类生活中的重要的肉制品，是皮毛制品的原
料来源，但哺乳动物妊娠时间长，每胎产子数少，繁殖速度比较慢。要加快优良种畜的繁殖速度，目前最好采用下列哪种方法( )A．动物细胞
培养 B．动物细胞融合C．胚胎移植 D．核移植解析 动物细胞培养的目的是获得细胞或细胞产物，A错误；动物细胞融合是将两个或多个
动物细胞结合形成一个杂交细胞，不能形成新个体，最重要的用途是制备单克隆抗体，B错误；胚胎移植可充分发挥优良个体的繁殖潜力，缩短繁殖
周期，增加其一生繁殖的后代数量，C正确；核移植的技术能加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育，但存在胚胎成活率低的问题，另外动物健
康存在问题，因此应用并不广泛，D错误。9．下列关于胚胎移植技术应用的叙述，错误的是( )A．应用胚胎移植可大大缩短受体本身的繁殖
周期B．胚胎移植是胚胎工程的最后一道“技术工序”C．胚胎移植技术还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用D．胚胎移植可充分发挥优良母牛
的繁殖潜力，相同时间内可得到较多的良种犊牛解析 胚胎移植可缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，但不能缩短受体本
身的繁殖周期，A错误；胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用，B、C正确；对供体母牛施行超数排卵
处理后，可获得多枚胚胎，经过移植可得到较多的良种犊牛，D正确。 知识点三 胚胎分割10．用机械方法对早期胚胎进行分割，其主要目的是
( )A．切掉不符合要求的胚胎B．对胚胎进行定向改造C．提高胚胎的利用率D．改变早期胚胎的遗传特性解析 胚胎分割是指用机械方法将
早期胚胎切割成多份，以获得多个胚胎，其目的是提高胚胎的利用率，C正确；经胚胎分割技术获得的多个胚胎的遗传物质相同遗传特性没有改变，
D错误。11．下列有关胚胎分割的说法，不正确的是( )A．一般选用发育良好的桑葚胚或囊胚B．对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操
作不完全相同C．胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一D．分割囊胚时，可对内细胞团随机进行分割解析 分割囊胚时，一定要将内细
胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和发育，D错误。12．关于胚胎分割技术的叙述，错误的是( )A．胚胎分割操作在动物的子宫内进行
B．用分割针或分割刀对早期胚胎进行分割C．分割后需移植到受体子宫内进一步完成胚胎发育D．目前胚胎分割以二分胚的分割和移植效率最高解
析 胚胎分割时要将胚胎移入盛有操作液的培养皿中进行，胚胎分割是体外操作，A错误。[多项选择题]13．下列关于胚胎工程的叙述，正确的
是( )A．胚胎工程的理论基础是体内受精和早期胚胎的发育B．胚胎分割的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪C．胚胎分割技术可以获
得基因型不同的个体D．胚胎移植时对供体牛和受体牛都需要进行超数排卵处理解析 胚胎分割技术获得的个体的基因型相同，C错误；对受体牛不
需要进行超数排卵处理，D错误。14．下列说法正确的是( )A．胚胎工程技术包括胚胎移植、胚胎分割、体外受精等技术B．试管牛的培育
过程属于有性生殖过程C．提供胚胎的个体叫“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”D．胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁
殖后代的过程解析 胚胎工程是指对动物早期胚胎、受精卵或配子所进行的多种显微操作和处理技术，包括胚胎移植、体外受精、胚胎分割等技术，
A正确；胚胎移植实际上是生产胚胎的供体(提供胚胎)和孕育胚胎的受体(接受胚胎)共同繁殖后代的过程，C、D正确；试管牛是体外受精和胚
胎移植的结果，属于有性生殖，不属于克隆，B正确。15．良种试管牛的繁殖过程是：用激素促进甲牛多排卵，然后把卵子在体外与人工采集的乙
牛的精子进行受精，在特定的培养基上培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内，孕育成试管牛。下列相关叙述正确的是( )A
．该试管牛的培育过程应用的是试管动物技术B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵子C．甲牛、乙牛对试管牛核基因的贡献相同D．该
技术可实现优良种畜的快速繁殖解析 试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵子，加快优良种畜的繁殖速度，D正确。[非选择题]16．下
图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列有关问题：(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ培育优良种牛的本质区别是________
___________ _____________________________________________。(2)方法Ⅱ应
用的技术为___________________________。(3)自然条件下，A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变
化后，才能与B牛的卵子结合，完成受精作用，这个过程叫____________。卵子受精的标志是能够观察到_____________
___________________。(4)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管吸除精核，再用细胞松弛素B处理(作用
类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小牛。这种方法在二倍体动物新品种选育中的显著优点是_____________
________。方法Ⅰ的培育为有性生殖过程，方法Ⅱ的培育为无性生殖过程动物体细胞核移植技术 精子获能 两个极体或雌、雄原核 后代
是纯合子 解析 (1)方法Ⅰ中试管牛由受精卵发育而来，为有性生殖；方法Ⅱ中克隆牛通过核移植方式培育而来，为无性生殖。(4)细胞松弛
素B处理被吸除精核的受精卵，可使其染色体加倍，处理后的受精卵发育成个体，该方法类似于植物单倍体育种技术，因此优点是后代是纯合子。1
7．如图所示为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程图，请据图回答问题。(1)请在上面的空格处将内容补充完整：①__________
_________，②____________。(2)胚胎移植的实质是______________________________
____________ ___。(3)受体母牛必须和供体母牛属于___________。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础
是_________________________________________ ___。(4)从A到F中，最适宜于牛的胚胎移
植的时期有_______。(5)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？_________________，为什
么？______________________________________ ________________________
_____________________。同期发情处理 胚胎移植 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移同一物种 受体子宫对
外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应F 不一定相同 因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来，它们的基因型可能相同，也可能不同解析 (1
)供体母牛是提供卵子的，受体母牛是提供子宫接受胚胎的，因此，过程②为胚胎移植。过程①表示用激素对供、受体母牛进行同期发情处理。(3
)胚胎移植应在同种动物间进行。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)牛胚胎移植
的最早时期为8～16细胞时期，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。(5)受体母牛不影
响移入的胚胎的基因组成，其基因型由移入的受精卵基因型决定，可能相同或不同。18．如图所示表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a
～h为操作过程，请据图回答有关问题：(1)“试管牛”技术的操作流程是________________(填字母)。(2)图中用到的生物技术有：____________________________________ ________________________等。(写出三种)(3)c过程名称为_____________，一般是对发育到__________________ (阶段)的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将③____________均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。(4)用于移植的胚胎除图中所示外还有____________________________ (一项即可)等来源。a→b→f→g 转基因技术、胚胎分割、胚胎移植、体外受精(写出三种即可)胚胎分割 桑葚胚或囊胚 内细胞团 核移植的胚胎(合理即可) 解析 (1)“试管牛”的获得过程中主要的操作是体外受精和胚胎移植，体外受精需要先获得精子和卵细胞，因此，“试管牛”技术的操作流程可用图中的字母表示为a→b→f→g。(2)图中应用的生物技术较多，h是基因工程，a是体外受精，c是胚胎分割，d、f为胚胎移植。(4)用于移植的胚胎除可通过图中所示的a体外受精，h基因工程，c胚胎分割获得外，也可来自核移植的胚胎、体内受精的胚胎。本课结束 |
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