新教材高中生物選擇性必修3課件：2 3 2 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用人教版

第2課時(shí)胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用體外受精自主梳理MⅡ繁殖胚胎移植人牛(1)試管動(dòng)物培育的首要技術(shù)環(huán)節(jié)就是體外受精。()(2)體外受精是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施，能為胚胎移植提供可用的胚胎。()(3)從動(dòng)物卵巢中獲得的卵母細(xì)胞需要進(jìn)行成熟培養(yǎng)到卵細(xì)胞階段，才能進(jìn)行體外受精。()提示：從動(dòng)物卵巢中獲得的卵母細(xì)胞需要進(jìn)行成熟培養(yǎng)到MⅡ期，才能進(jìn)行體外受精。(4)體外受精和核移植都能為胚胎移植提供可用的胚胎。()√√×√[典型例題]

(2020·濟(jì)寧一中高二期末)愛德華茲以他在體外受精技術(shù)領(lǐng)域做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)而獲得2010年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。關(guān)于體外受精技術(shù)的敘述正確的是(

) A.獲取的精子經(jīng)獲能后才能進(jìn)行體外受精 B.采集的卵母細(xì)胞應(yīng)立即與精子共同放入培養(yǎng)液中才能形成受精卵 C.精子和卵細(xì)胞受精形成受精卵后即可移入母體子宮 D.精子與卵子相遇后，精子會(huì)釋放多種水解酶，防止多精入卵解析卵子必須處于MⅡ期才能進(jìn)行受精；直接從卵巢中采集的卵母細(xì)胞要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精；成熟的卵子與收集來的精子相遇形成受精卵，需培養(yǎng)到一定階段才可移植；主要通過透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)兩道屏障防止多精入卵。答案

A[變式訓(xùn)練]

(2020·長安區(qū)一中高二期末)體內(nèi)受精、體外受精的共同點(diǎn)是(

) A.均需在輸卵管完成受精 B.均需采集卵母細(xì)胞 C.均需采集精液 D.受精前精子均需獲能

解析體外受精在體外專門的受精溶液中進(jìn)行，A錯(cuò)誤；體內(nèi)受精不需要采集卵母細(xì)胞，B錯(cuò)誤；體內(nèi)受精不需要采集精液，C錯(cuò)誤；任何形式的受精作用過程中，精子都需要獲能，D正確。

答案

D體外受精與自然受精比較項(xiàng)目自然受精體外受精不同點(diǎn)過程不同雌雄動(dòng)物交配完成人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程場所不同雌性動(dòng)物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點(diǎn)①精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過程；②都是有性生殖聯(lián)想質(zhì)疑★哺乳動(dòng)物體外受精的過程哺乳動(dòng)物的精子，含有幾條性染色體？若要培養(yǎng)奶牛，應(yīng)篩選出哪種類型的精子與卵細(xì)胞進(jìn)行體外受精？提示：1條性染色體，即X或Y染色體；X型。胚胎移植自主梳理體外受精1.胚胎移植的定義同相同提供接受2.胚胎移植的基本步驟3.胚胎移植的優(yōu)勢(shì)雌繁殖周期供體受體超數(shù)排卵(1)胚胎移植技術(shù)中，提供精子的一方為供體，提供卵母細(xì)胞的一方為受體。()提示：胚胎移植技術(shù)中，提供胚胎的一方為供體，接受胚胎的一方為受體。(2)對(duì)供體母牛和受體母牛不僅要做同期發(fā)情處理，還要做超數(shù)排卵處理。()提示：胚胎移植中，對(duì)供體和受體母牛要做同期發(fā)情處理，只需對(duì)供體母牛做超數(shù)排卵處理。(3)胚胎移植時(shí)，可以將早期胚胎移植入生理狀況相同的異種雌性動(dòng)物體內(nèi)。()提示：胚胎移植時(shí)，必須將早期胚胎移植入生理狀況相同的同種雌性動(dòng)物體內(nèi)。(4)胚胎移植技術(shù)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，大大縮短供體本身的繁殖周期。()×××√[典型例題]

(2020·江蘇高二期末)紅安格斯牛因肉質(zhì)鮮美營養(yǎng)全面被稱為“貴族牛”，某示范養(yǎng)殖基地利用本地黃牛作受體?！敖韪股印?，同期移植接種了150枚的純種胚胎。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

) A.紅安格斯牛的主要職能是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎 B.對(duì)本地黃牛要采取超數(shù)排卵技術(shù) C.“借腹生子”可以充分發(fā)揮紅安格斯牛的繁殖潛力 D.本地黃牛作受體牛應(yīng)具有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力解析紅安格斯牛因肉質(zhì)鮮美營養(yǎng)全面被稱為“貴族?！?，所以在胚胎移植中紅安格斯牛應(yīng)作為供體，供體的主要職能是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，A正確；本地黃牛只是為優(yōu)良胚胎的發(fā)育提供子宮環(huán)境，故不需要對(duì)其采取超數(shù)排卵技術(shù)，B錯(cuò)誤；胚胎移植中供體提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，繁重而漫長的妊娠和育仔的任務(wù)由受體取代，大大縮短了供體本身的繁殖周期，所以胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良動(dòng)物個(gè)體的繁殖能力，C正確；對(duì)受體的選擇，應(yīng)選擇有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體，D正確。答案

B[變式訓(xùn)練]

(2020·湯原縣高級(jí)中學(xué)高二期末)下列各項(xiàng)中，能為胚胎在受體內(nèi)能夠存活提供可能的是(

) A.同種動(dòng)物的供體、受體生殖器官的生理變化是不同的 B.早期胚胎在母體輸卵管內(nèi)處于游離狀態(tài) C.供體胚胎不與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系 D.受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)解析同種動(dòng)物的供受體生殖器官生理變化相同或相似，這為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境，A錯(cuò)誤；早期胚胎在母體子宮內(nèi)處于游離狀態(tài)，這為胚胎的收集提供了可能，B錯(cuò)誤；供體胚胎會(huì)與受體子宮建立正常生理和組織聯(lián)系，C錯(cuò)誤；受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體的存活提供了可能，D正確。答案

D胚胎移植的生理基礎(chǔ)素養(yǎng)提升科學(xué)探究——試管動(dòng)物(1)試管動(dòng)物早期胚胎受精卵有性(2)試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物的比較[典型例題]

(2020·全國卷Ⅲ，38)[生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題] W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路，制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W，基本過程如圖所示。回答下列問題：(1)步驟①中需要使用的工具酶有___________________________________。步驟②和③所代表的操作分別是________和________。步驟④稱為________。(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的____________(答出2點(diǎn)即可)的限制。(3)一般來說，在同一動(dòng)物個(gè)體中，乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息________(填“相同”或“不同”)，原因是_________________________________________________________________________________________。(4)從上述流程可知，制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有____________(答出2點(diǎn)即可)。解析

(1)步驟①是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，該過程需要使用的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)和DNA連接酶，用限制酶分別切割載體和目的基因，用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來。步驟②和③所代表的操作分別是顯微注射和體外培養(yǎng)。步驟④是將早期胚胎植入到代孕母體內(nèi)，稱為胚胎移植。(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的性別和年齡的限制。(3)乳腺上皮細(xì)胞和膀胱上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞。一般來說，在同一動(dòng)物個(gè)體中，其體細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵分裂、分化而來的，細(xì)胞在分裂、分化過程中，其細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息一般是不變的，因此兩種上皮細(xì)胞的染色體DNA所含的遺傳信息相同。(4)據(jù)題述流程可知，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶顯微注射體外培養(yǎng)胚胎移植(2)性別、年齡(3)相同兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來源于同一個(gè)受精卵(4)體外受精、胚胎移植[變式訓(xùn)練]

(2020·寧夏高三開學(xué)考試)下圖為培育“試管山羊”的基本過程示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.甲過程中可通過給母山羊注射促性腺激素使其超數(shù)排卵B.乙過程將采集到的卵子和精子混合完成受精C.丙過程與乙過程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液D.丁過程中必須將早期胚胎移植到與供體性狀相同的代孕母羊子宮內(nèi)解析甲過程表示卵母細(xì)胞的采集，可通過給母山羊注射有關(guān)激素(促性腺激素)使其超數(shù)排卵，A正確；乙過程表示體外受精，需將獲能的精子和成熟的卵子在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時(shí)間完成受精，B錯(cuò)誤；獲能的精子和成熟的卵子在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時(shí)間完成受精，而受精卵要移入發(fā)育培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)，C錯(cuò)誤；丁過程中早期胚胎須移植到與供體生理狀態(tài)相同的代孕母羊子宮內(nèi)，D錯(cuò)誤。答案

A聯(lián)想質(zhì)疑★胚胎移植是試管嬰兒的關(guān)鍵步驟。胚胎移植過程兩次檢查，分別是：①?zèng)_卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查；②移植后，對(duì)受體是否妊娠進(jìn)行檢查。

(1)受體會(huì)不會(huì)對(duì)來自供體的胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)？提示：不會(huì)。(2)胚胎移植后經(jīng)受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持一致？提示：供體。(1)胚胎移植時(shí)兩次激素的使用：①第一次用孕激素等對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理；②第二次用促性腺激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理。(2)移植胚胎的4種可能來源及生殖方式★試管嬰兒技術(shù)為不孕不育患者帶來了福音

試管動(dòng)物僅是受精作用和早期胚胎發(fā)育在體外進(jìn)行，后續(xù)的胚胎發(fā)育過程仍是在雌性動(dòng)物體內(nèi)完成的。

胚胎分割自主梳理機(jī)械方法同卵雙胎或多胎體視顯微操作儀操作液分割針內(nèi)細(xì)胞團(tuán)體外培養(yǎng)相同性別鑒定遺傳病篩查(1)同一胚胎經(jīng)分割產(chǎn)生的雙胎或多胎，含有相同的遺傳物質(zhì)。()(2)桑葚胚、囊胚和原腸胚都可用于胚胎分割移植。()提示：用于分割的胚胎應(yīng)是發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。(3)對(duì)桑葚胚分割移植時(shí)，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。()提示：桑葚胚還沒有內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層的分化。√××(4)用于分割的胚胎是由體外受精產(chǎn)生的受精卵發(fā)育而來，所以胚胎分割技術(shù)是一種動(dòng)物有性生殖的繁殖方法。()提示：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。(5)分割后的胚胎，不能直接移植給受體，往往需要經(jīng)過體外培養(yǎng)后才能移植給受體。()提示：分割后的胚胎，可以直接移植給受體，或經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植給受體?！痢羀典型例題]

(2020·太原一中高二期末)對(duì)胚胎分割技術(shù)的敘述錯(cuò)誤的是(

) A.胚胎分割技術(shù)已在多種動(dòng)物中取得成功 B.采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生的同卵多胎的可能性是有限的 C.分割的胚胎直接移植給受體或在體外培養(yǎng)到囊胚階段再移植到受體內(nèi) D.對(duì)移植的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí)，應(yīng)選取囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞進(jìn)行鑒定解析胚胎分割技術(shù)已在多種動(dòng)物中取得成功，A正確；實(shí)踐證明，采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生的同卵多胎的可能性是有限的，到目前為止，最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例都很小，B正確；分割的胚胎直接移植給受體或在體外培養(yǎng)到囊胚階段再移植到受體內(nèi)，C正確；對(duì)移植的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí)，應(yīng)選取囊胚期滋養(yǎng)層的細(xì)胞進(jìn)行鑒定，D錯(cuò)誤。答案

D[變式訓(xùn)練]

(2020·福建莆田一中高二期末)科學(xué)家運(yùn)用不同的生物工程技術(shù)培育具有優(yōu)良性狀的牛，下列說法不正確的是(

) A.體外受精等技術(shù)可培育出與母本遺傳物質(zhì)相同的試管牛 B.核移植等技術(shù)可培育具有親本優(yōu)良性狀的克隆牛 C.胚胎分割等技術(shù)可提高優(yōu)良牛胚胎的利用率 D.胚胎移植等技術(shù)可充分發(fā)揮優(yōu)良雌性個(gè)體的繁殖潛力解析體外受精經(jīng)過精子和卵細(xì)胞的結(jié)合，故試管牛的遺傳物質(zhì)與母本不同，只含有母本一半的核基因，A錯(cuò)誤；核移植屬于無性繁殖，可培育具有親本優(yōu)良性狀的克隆牛，B正確；胚胎分割可以把胚胎分為若干份，經(jīng)移植可以獲得同卵雙胎或多胎，可提高優(yōu)良牛胚胎的利用率，C正確；胚胎移植中，供體母牛只需要提供有優(yōu)良性狀的胚胎，育仔的任務(wù)由受體取代，可充分發(fā)揮優(yōu)良雌性個(gè)體的繁殖潛力，D正確。答案

A胚胎分割動(dòng)物與體細(xì)胞克隆動(dòng)物聯(lián)想質(zhì)疑★胚胎分割胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，胚胎分割則可增加繁殖的子代數(shù)量，二者相結(jié)合可更好地發(fā)揮優(yōu)良雌性動(dòng)物的繁殖潛力。

1.胚胎移植前，為什么要對(duì)胚胎進(jìn)行DNA分析和性別鑒定？

提示：進(jìn)行DNA分析的目的是進(jìn)行遺傳病篩查，以防止產(chǎn)生的后代具有嚴(yán)重的遺傳??；進(jìn)行性別鑒定，是為了人工篩選后代動(dòng)物的性別。2.為什么要取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行分析和鑒定？

提示：①避免損傷內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；②滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均來自同一個(gè)受精卵的有絲分裂，含有相同的遺傳物質(zhì)。性別鑒定的方法不止一種，可進(jìn)行DNA分析，也可做染色體檢查。

胚胎分割中的兩次檢查①第一次檢查在收集胚胎后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查；②第二次檢查在胚胎移植后，對(duì)受體母牛進(jìn)行是否妊娠檢查。

思維導(dǎo)圖晨讀必背1.哺乳動(dòng)物的體外受精技術(shù)主