2024版新教材高考生物全程一轮总复习第十二单元生物技术与工程课堂互动探究案5胚胎工程课件

这是一份2024版新教材高考生物全程一轮总复习第十二单元生物技术与工程课堂互动探究案5胚胎工程课件，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，素能目标★考向导航，早期胚胎发育，胚胎早期发育，有丝分裂，各种组织，胎膜和胎盘，超数排卵，桑葚胚或囊胚，课堂互动探究案等内容，欢迎下载使用。

基础梳理——系统化知识点一　受精和早期胚胎发育1．胚胎工程的概念
2．受精（1）概念：精子与卵子结合形成　　　（受精卵）的过程。（2）场所：哺乳动物的受精在雌性动物的　　　　内。（3）过程
知识点二　胚胎工程技术及其应用一、体外受精1．过程 2．意义：（1）提高动物　　　　 。（2）为胚胎移植提供　　　。
二、胚胎移植1．概念：将通过　　　　及其他方式得到的胚胎，移植到　　　　　　　　　　的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。2．操作过程
轻巧识记归纳巧记胚胎移植的两个“两次”①胚胎移植过程中两次激素使用：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体，使其超数排卵。②胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查，第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。
三、胚胎分割1．材料：应选择发育良好、形态正常的　　　　或囊胚。2．实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的　　　　（或克隆）。3．操作要求：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将　　　　均等分割。
基能过关——问题化一、判一判（判断正误并找到课本原话）（一）胚胎工程的理论基础1．动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞。（选择性必修3 P57正文）（　　）2．卵子发育到MⅡ期，才具备与精子受精的能力。（选择性必修3 P57正文）（　　）3．在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜内的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。（选择性必修3 P57正文）（　　）4．精子入卵后形成雄原核；同时卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。（选择性必修3 P57图2－20）（　　）5．胚胎发育过程中，囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。（选择性必修3 P58正文）（　　）
（二）胚胎工程技术及其应用1．哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等步骤。（选择性必修3 P60正文）（　　）2．通过转基因、核移植和体外受精获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。（选择性必修3 P61正文）（　　）3．胚胎移植中通常选遗传性状优良、生产能力强的受体母牛，选有健康体质和正常繁殖能力的供体母牛。（选择性必修3 P61图2－23）（　　）4．胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。（选择性必修3 P62思考·讨论）（　　）5．胚胎分割过程中，可取滋养层细胞做DNA分析，鉴定性别。（选择性必修3 P63图2－25）（　　）
二、议一议 【教材易漏拾遗】1．[选择性必修3 P57正文发掘]防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意义？
提示：两道屏障防止多精入卵：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。这两道屏障可以保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
2．[选择性必修3 P58正文发掘]胚胎发育过程中哪些细胞具有全能性？并分析各种细胞全能性的大小。
提示：个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度高，但仍有全能细胞。受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞全能性随发育的深化而降低。
3．[选择性必修3 P59“概念检测”2题拓展]（1）早期胚胎发育中，胚胎内部出现的含有液体的腔叫作什么，出现在什么时期？  （2）具有全能性的早期胚胎时期有哪些？
提示：(1)囊胚腔；囊胚期。
提示： (2)桑葚胚期及其之前的所有时期。
4．[选择性必修3 P60正文发掘]刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗？为什么？
提示：不能。精子要获能后才具有受精能力，卵子必须进一步成熟，到MⅡ期时，才能受精。
5．[选择性必修3 P62正文发掘]对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？
提示：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。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。
考点一　受精与胚胎早期发育任务1　完善受精过程中的“三大反应”“两道屏障”
任务2　卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律（1）有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量　　　　。（2）细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目　　　　，每个细胞体积　　　　。（3）细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量　　　　，但每个细胞中核DNA含量　　　　　　。
任务3　完善胚胎发育的过程图
受精过程的四个易混点（1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。（3）受精的标志不等于受精完成的标志。受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。（4）受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核（即精卵各提供1/2），而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
考向一 受精过程的考查1.[经典高考]哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）。据图分析，下列叙述错误的是（　　）A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞
解析：据图可知，初级卵母细胞在形成次级卵母细胞的过程中需要促性腺激素处理，A正确；细胞Ⅲ为次级卵母细胞，减数分裂Ⅱ是在输卵管中伴随着受精作用完成的，B正确；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为：2N、2N、4N，染色体数不同，C错误；动物细胞的受精卵全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D正确。
2．如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期，下列叙述正确的是（　　）A．①过程主要包括：精子穿越透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合B．a、b分别是原肠胚和囊胚时期C．①～④过程都没有发生细胞分化D．b阶段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
解析：①为受精，该过程主要包括：精子穿越透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合，A正确；a、b分别是囊胚和原肠胚时期，B错误；①～④过程中，③④过程都会发生细胞分化，C错误；b为原肠胚，其前一个阶段是囊胚阶段，囊胚中的滋养层细胞不是全能细胞，D错误。
考向二 胚胎早期发育过程考查3.[2023·北京海淀实验中学月考]如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述错误的是（　　）A．①过程需依赖细胞表面糖蛋白识别B．②过程通过有丝分裂方式增殖C．③过程细胞的“核/质”比逐渐变小D．④过程细胞的基因表达发生了差异
解析：①为受精过程，该过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别，A正确；②为卵裂过程，该过程通过有丝分裂方式增殖，B正确；细胞卵裂过程中，单个细胞体积减小，但核物质(DNA)不变，因此核/质比增大，C错误；④过程中发生细胞分化，而细胞分化的实质是基因表达发生了差异，D正确。
4．如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．兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D．原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期
解析：由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育，A错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小，B错误；兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C正确；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、羊一般在桑葚胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行，D错误。
考点二　胚胎工程技术及其应用  任务1　比较自然受精、人工授精和体外受精
任务2　完善胚胎工程的操作流程示意图，并填空（1）对供体牛要进行　　　处理；对供、受体牛要进行　　　　处理。（2）排卵是指卵子从　　　　中排出，冲卵是指把供体母牛子宫内的　　　　冲洗出来。
（3）动物的早期胚胎一般发育到　　　　或　　　　阶段才能进行移植。（4）若要获得多个遗传物质完全相同的新个体，可对检查合格的胚胎用胚胎分割技术处理，该过程属于　　　　或克隆。
任务3　试管动物与克隆动物的比较
任务4　完成胚胎分割、核移植和胚胎移植的比较
1.试管动物操作注意的事项动物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、绵羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等，但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数分裂Ⅱ期时，才具有与精子受精的能力。2．胚胎移植的来源及生殖方式
3.胚胎移植过程中的“两”（1）两次处理：①对供、受体进行同期发情处理；②用激素使供体超数排卵。（2）两次检查：①对收集的胚胎进行质量检查；②对受体是否妊娠进行检查。（3）两个条件：①胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行；②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
4．胚胎分割注意的事项（1）胚胎分割份数不能过多。分割的次数越多，每一份的细胞数目越少，不但难以做到均等分割，而且囊胚期的内细胞团细胞所受的影响也越大。分割的份数越多，技术难度越大，移植后发育的难度越大，分割后胚胎成活的概率越小。（2）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。
考向一对体外受精过程的分析1.[经典模拟]如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
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、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。
考向二 早期胚胎培养和胚胎移植的条件和过程分析2.[2023·北京四中高三月考]小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，其制备流程如图所示。下列叙述正确的是（　　）A．为获得更多的囊胚，可采用激素注射以促进雄鼠产生更多的精子B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后即可获得分散的胚胎干细胞D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
解析：为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培养时需要在含5%CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。
3．下列关于胚胎移植的叙述，正确的是（　　）A．胚胎移植的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力B．胚胎移植过程中冲卵的操作是选择特定装置将卵子冲出来C．胚胎移植过程中受体母畜必须经过免疫学检验以防止排斥外来胚胎D．转基因、核移植、体外受精等技术获得的胚胎都必须移植给受体才能获得后代
解析：胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；胚胎移植过程中冲卵的操作是选择特定装置将早期胚胎冲出来；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。
考向三 胚胎分割过程分析及应用4.下列关于胚胎分割的叙述，正确的是（　　）A．可以将胚胎任意分割成多块B．胚胎分割是一种有性生殖C．胚胎分割后，移植获得的后代基因型不相同D．胚胎分割是在动物体外进行的，且不能无限分割
解析：胚胎分割可以看做无性生殖，它所形成的后代基因型完全相同，遗传性状极为相似。胚胎分割是在动物体外进行的操作，但不能无限分割。
考向四胚胎工程的应用5.2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析，下列叙述错误的是（　　）A．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代B．捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿C．三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核D．三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术
解析：“三亲婴儿”的线粒体基因来自捐献者，A正确；红绿色盲基因位于X染色体上，捐献者只将细胞质基因遗传给该婴儿，B正确；“三亲婴儿”的染色体来自母亲卵母细胞的细胞核与父亲精子的细胞核，C错误；体外受精获得受精卵，先在体外培养到桑葚胚或囊胚，再进行胚胎移植，D正确。
[长句应答必备]1．受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带→精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别→精子遗传物质进入卵细胞。2．胚胎发育过程：受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体。3．体外受精过程4．胚胎移植的基本程序：对供、受体的选择和处理→配种或进行人工授精→对胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎移植→移植后检查。
[等级选考研考向]1．[2023·浙江1月]在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是（　　）A．经获能处理的精子才能用于体外受精B．受精卵经体外培养可获得早期胚胎C．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率D．胚胎移植前需对受体进行选择和处理
解析：精子获能后才能进行体外受精，A正确；受精卵经体外培养后可以获得早期胚胎，B正确；胚胎分割可增加胚胎的数量，提高胚胎利用率，C错误；胚胎移植的受体需要与供体是同种的且生理状态相同，因此需要对受体进行选择和处理，D正确。
2．[2022·江苏卷]下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是（　　）A．通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精B．哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质C．克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程D．将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
解析：精子获能是获得受精的能力，不是获得能量，A错误；哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分，B错误；克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程，C正确；胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法，D错误。
3．[2022·北京卷]将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（　　）A．获得Mc的生物技术属于核移植B. Mc表皮中有两种基因型的细胞C．注射入的细胞会分化成Mc的多种组织D．将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
解析：内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误；接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确；内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确；利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D正确。
4．[2022·海南卷]以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sx2/Nang/Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。
（1）CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用　　　　　　　　　　处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加　　　　　等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。（2）体外获取OSNL的方法有　　　　　　　　　　（答出1种即可）。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和　　　等。启动子是　　　　　识别和结合的部位，有了它才能驱动　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
胰蛋白酶、胶原蛋白酶等
PCR技术、人工合成法
目的基因转录出mRNA，最终表达出所需要的蛋白质
（3）iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是　　　　　　　　　　　。（4）诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别?（5）该实验流程中用到的生物技术有　　　　　　　　　　（答出2点即可）。
诱导iPS细胞的技术是将已经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞(iPS)，再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)的技术，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术　
基因工程、动物细胞培养
[国考真题研规律]5．[2022·全国甲卷]某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。（1）为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是　　　　。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_______________________________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是　　　　　　　　　　（答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到　　　　时才具备与精子受精的能力。
精子不能直接与卵子受精，必须经获能处理后才能获得受精能力
肝素、钙离子载体A23187