“胚胎工程”是生物科技的熱點(diǎn)課題，也是高考的重要內(nèi)容。從近幾年高考試題來看，命題常以流程圖或新材料為背景，側(cè)重于考查基礎(chǔ)知識(shí)的記憶和遷移應(yīng)用。下面就其常見的考點(diǎn)進(jìn)行分類小結(jié)，并結(jié)合典型例題進(jìn)行分析，供同學(xué)們復(fù)習(xí)迎考時(shí)參考。
一、考點(diǎn)精析
（一）體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育
1．精子、卵子的發(fā)生與受精作用
（1）精子的發(fā)生
特別提醒：①精原細(xì)胞是由體細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分化形成初始的精原細(xì)胞，初始的精原細(xì)胞經(jīng)數(shù)次有絲分裂形成能進(jìn)行減數(shù)分裂的精原細(xì)胞。②在精細(xì)胞的變形過程中，細(xì)胞發(fā)生較大的變化：細(xì)胞核成為精子頭的主要部分；高爾基體發(fā)育為精子頭部的頂體；中心體演變?yōu)榫拥奈玻痪�粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘；細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)濃縮為原生質(zhì)滴，最后脫落。
（2）卵子的發(fā)生
特別提醒：①減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前后完成，初級(jí)卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個(gè)大的次級(jí)卵母細(xì)胞和一個(gè)小的第一極體；減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的，次級(jí)卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個(gè)大的卵子和一個(gè)小的第二極體。②人類及大多數(shù)哺乳動(dòng)物減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的第一極體大多數(shù)時(shí)候不會(huì)繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生兩個(gè)第二極體。有時(shí)會(huì)進(jìn)一步分裂產(chǎn)生兩個(gè)第二極體，但是第一極體與次級(jí)卵母細(xì)胞的分裂不可能完全同步。所以判斷是否受精的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)，說明卵子已經(jīng)完成了受精。③卵巢是卵子形成、卵泡存在的場(chǎng)所，內(nèi)部包含許許多多不同發(fā)育階段的卵泡，而成熟的卵泡中可釋放出卵子。排卵指卵子從卵泡中排出，而非卵泡從卵巢中排出。
（3）精卵發(fā)生過程的比較
項(xiàng)目
精子發(fā)生
卵子發(fā)生
不同點(diǎn)
場(chǎng)所
睪丸的曲細(xì)精管
卵巢（MⅠ）、輸卵管（MⅡ）
結(jié)果
1個(gè)精原細(xì)胞可形成4個(gè)精子
1個(gè)卵原細(xì)胞只形成1個(gè)卵子
發(fā)生
時(shí)間
從初情期開始直到生殖機(jī)能衰退
卵泡的形成和儲(chǔ)備在出生前完成，減數(shù)第二次分裂時(shí)在精子和卵子的結(jié)合過程中完成
過程
特點(diǎn)
MⅠ和MⅡ是連續(xù)的，需變形；
細(xì)胞質(zhì)均等分配
MⅠ和MⅡ是不連續(xù)的；不
需要變形；細(xì)胞質(zhì)不均等分配
相似點(diǎn)
細(xì)胞分裂的最初階段為有絲分裂，不斷增加生殖原細(xì)胞的數(shù)量；經(jīng)過兩次減數(shù)分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。
（4）受精作用
特別提醒：①受精完成的標(biāo)志是雌雄原核融合為合子。②經(jīng)受精作用形成的受精卵的遺傳物質(zhì)中，核遺傳物質(zhì)一半來自精子（父本），一半來自卵子（母本），質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵子。
2．早期胚胎發(fā)育
特別提醒：①卵裂期的細(xì)胞只進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)目不斷增多，但胚胎的總體積并不增加或略有縮小。②桑葚胚前的每一個(gè)細(xì)胞都有發(fā)育成完整胚胎的潛能，屬于全能性細(xì)胞。③囊胚期出現(xiàn)囊胚腔，細(xì)胞開始分化，但其全能性仍很高，可用于胚胎分割。個(gè)體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來發(fā)育成胎兒的各種組織，個(gè)體較小的細(xì)胞，稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞，將來發(fā)育成胎膜和胎盤。④原腸胚期出現(xiàn)有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。
（二）體外受精和早期胚胎培養(yǎng)
1．體外受精
特別提醒：①就卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)而言，對(duì)體型小的動(dòng)物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對(duì)體型大的動(dòng)物從卵巢中采集卵母細(xì)胞（要在體外培養(yǎng)成熟）。②獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。③超數(shù)排卵是指給供體母畜注射促性腺激素，使其發(fā)情，一次排出比自然情況下多幾倍到十幾倍的成熟卵子，經(jīng)合理的人工授精方法，可以獲得數(shù)量較多的可移植胚胎。
2．早期胚胎培養(yǎng)
精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同，牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植，小鼠、家兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個(gè)細(xì)胞階段移植。
（三）胚胎工程的應(yīng)用及前景
1．胚胎移植
（1）生理學(xué)基礎(chǔ)
①動(dòng)物發(fā)情排卵后，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，這就為供體的胚胎移人受體提供了相同的生理環(huán)境。
②早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。
③受體對(duì)移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體的存活提供了可能。
④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。
（2）基本程序
特別提醒：①供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見或存量大的品種。②胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能直接移植受精卵。③移植胚胎來源及生殖方式：核移植后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)（無性生殖）；體外受精后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)(有性生殖)；體內(nèi)受精→沖卵→胚胎移植（有性生殖）。④促性腺激素兩次使用：同期發(fā)情處理；超數(shù)排卵。⑤兩次檢查：收集胚胎檢查；移植后是否妊娠檢查。⑥ 沖卵含義：用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來，沖出的是早期胚胎，不是沖出 卵子。
（3）意義
大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力。
2．胚胎分割
（1）材料
發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚（桑葚胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割）。
（2）基本程序
選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后，用分割針或分割刀進(jìn)行分割（對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育）。
（3）意義
來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，屬于無性繁殖。
3．胚胎干細(xì)胞
（1）來源：由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。
（2）特點(diǎn)：具有發(fā)育的全能性；在體外培養(yǎng)條件下可以只增殖不發(fā)生分化。
（3）應(yīng)用：治療人類的某些頑疾；培育人造組織器官，研究體外細(xì)胞分化的理想材料。
二、典例剖析
例1 下列有關(guān)哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述正確的是( )
A．移植用的胚胎一般取桑椹胚或囊胚
B．滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤是在囊胚期
C．分割囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)不要求均等
D．卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加
解析：因桑椹胚或囊胚時(shí)期的細(xì)胞未分化，所以移植的胚胎一般取桑椹胚或囊胚；滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤是在原腸胚期；對(duì)囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的分割要求均等；卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目增加，但有機(jī)物總量在不斷減少。
答案：A
例2下列有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精作用的敘述，正確的是( )
A．采集到的精子和卵細(xì)胞相遇即可發(fā)生受精作用
B．排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過程
C．卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成
D．受精作用完成的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體
解析：采集到的精子必須經(jīng)獲能處理后才能受精，采集的卵細(xì)胞需要培養(yǎng)成熟后才可與獲能的精子受精；卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過程分兩個(gè)階段，未排卵之前是在卵巢進(jìn)行的，排卵之后減數(shù)分裂的繼續(xù)完成則是在輸卵管中。
答案：D
例3 培育“試管山羊”的基本過程如下圖所示 。若要培育成功，下列敘述正確的是( )
A．甲過程中可通過給母山羊注射有關(guān)激素使其超數(shù)排卵
B．乙過程的目的之一是促進(jìn)卵母細(xì)胞和精子的成熟
C．丙過程與乙過程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液
D．丁過程中早期胚胎須移植到與供體性狀相同的代孕母羊子宮內(nèi)
解析：分析圖示可知，甲過程為卵母細(xì)胞的采集，一般用促性腺激素處理良種母山羊，使其超數(shù)排卵。乙過程為精子獲能以及受精，獲能的精子和成熟的卵子在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫�。丙過程為早期胚胎培養(yǎng)，在發(fā)育培養(yǎng)液中進(jìn)行。丁過程是胚胎移植，是指將早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物子宮內(nèi)使之繼續(xù)發(fā)育。
答案：A
例4 現(xiàn)在有一個(gè)嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在以后他生長發(fā)育過程中如果出現(xiàn)了某種難治療的疾病，就可以通過血液中的干細(xì)胞來為其治病，關(guān)于這個(gè)實(shí)例說法正確的是( )
A．用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性
B．用臍帶血中的干細(xì)胞能夠治療這個(gè)孩子所有的疾病
C．如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，需要用到細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)
D．如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，應(yīng)該長期給他使用免疫抑制藥物
解析：用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來移植治病，不需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性。用臍帶血中的干細(xì)胞只能培育出人體的許多器官，用來移植，但不是所有疾病都能治療，如流行性疾病。如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，需要用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，由于是自身的細(xì)胞培育成的，沒有免疫排斥反應(yīng)，所以不用長期給他使用免疫抑制藥物。
答案：C
鞏固練習(xí)：
1（2012浙江）下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物受精與胚胎發(fā)育的敘述，正確的是
A． 絕大多數(shù)精卵細(xì)胞的識(shí)別具有物種特異性
B． 卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)的增加而不斷增大
C． 囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性
D． 原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個(gè)胚層
解析：胚胎發(fā)育的卵裂期，卵裂球的總體積基本不變，因此細(xì)胞的體積會(huì)隨著分裂次數(shù)的增加而不斷減��；囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞不具有發(fā)育全能性，只能發(fā)育成胎盤和胎膜，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞才具有發(fā)育全能性；原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)中外三個(gè)胚層。
答案：A
2（2012江蘇）通過胚胎移植技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是（ ）
A． 對(duì)供體和受體母牛都要進(jìn)行相同激素處理
B． 受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進(jìn)行
C． 對(duì)沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植
D． 胚胎分割移植實(shí)現(xiàn)同卵多胎的成功率較低
解析：對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理，所用激素相同，但對(duì)供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵要用促性腺激素，受體母牛則不需要；受精可在體內(nèi)進(jìn)行；沖卵得到的胚胎應(yīng)培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚方可移植；到目前為止，最常見的是分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例很小。
答案：D
3 下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．移植胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受受體的影響
B．胚胎干細(xì)胞具有體積大、細(xì)胞核小、核仁明顯等特點(diǎn)
C．體外受精時(shí)采集的精子需放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)以達(dá)到獲能狀態(tài)
D．胚胎分割是將早期胚胎切割成幾等分，最終產(chǎn)生同卵多仔后代的技術(shù)
解析：移植胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受受體的影響；體外受精時(shí)采集的精子需放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)以達(dá)到獲能狀態(tài)；胚胎分割是將早期胚胎切割成幾等分，最終產(chǎn)生同卵多仔后代的技術(shù)；胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等特點(diǎn)。
答案：B
4 關(guān)于受精過程的敘述錯(cuò)誤的是( )
A．獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶進(jìn)入放射冠
B．透明帶反應(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障
C．精子與卵黃膜相互融合，精子入卵
D．雄原核形成的同時(shí)，卵子完成減數(shù)第二次分裂
解析：受精時(shí)精子依次穿越放射冠和透明帶；阻止多精入卵的屏障依次是透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用；卵子完成減數(shù)第二次分裂是在雄原核形成時(shí)進(jìn)行的。
答案：A
5 理論上講，任何涉及喪失正常細(xì)胞的疾病，都可以通過移植由胚胎干細(xì)胞分化而來的特異細(xì)胞或組織來治療，下列說法不正確的是( )
A．用神經(jīng)細(xì)胞治療帕金森綜合征等
B．用胰島細(xì)胞治療糖尿病
C．用心肌細(xì)胞修復(fù)壞死的心肌等
D．用甲狀腺細(xì)胞治療侏儒癥
解析：干細(xì)胞具有發(fā)育成不同組織的功能，而成熟的、已分化的細(xì)胞不再具有分化成其他組織的功能，用甲狀腺細(xì)胞只能用于治療甲狀腺疾病，不能用來治療侏儒癥，侏儒癥是由于缺乏垂體分泌的生長激素引起的。
答案：D
6 關(guān)于牛體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)的敘述正確的是( )
A．精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宮
B．采集的卵母細(xì)胞應(yīng)立即與精子共同放人培養(yǎng)液才能形成受精卵
C．成熟卵子與收集來的精子相遇形成的受精卵，需培養(yǎng)到一定階段才可移植
D．體外受精胚胎的工廠化生產(chǎn)，即胚胎發(fā)育和受精過程只需在體外進(jìn)行
解析：體外受精的原理是人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、pH等，使初級(jí)卵母細(xì)胞成熟，同時(shí)使精子獲能，最終完成受精作用。因此卵母細(xì)胞必須在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精，受精卵發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段才能移植，移植入母體后繼續(xù)發(fā)育形成幼體產(chǎn)出。
答案：C
7 自然情況下，牛的生育率很低，通過現(xiàn)代科技手段，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。請(qǐng)按照提示，回答下列問題：
(1)使一頭良種雌性黃牛，在一年內(nèi)繁殖數(shù)百頭后代，最簡便的方法是________。
(2)現(xiàn)有一頭良種雌性黃牛，采用胚胎移植的方法，可使這頭良種牛一年生下數(shù)十頭自己的后代。其操作過程中需要用激素對(duì)該良種母牛(供體)和代孕母牛(受體)進(jìn)行________處理；還要用激素使供體母牛________。胚胎收集的過程也叫做________。用于移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到________或________階段。
(3)采用試管動(dòng)物技術(shù)還可以使普通雌性黃牛產(chǎn)下奶牛、良種肉牛等不同品種小牛。該技術(shù)中首先要做的是體外受精和________，體外受精主要包括________、________和________等幾個(gè)主要步驟。
答案:(1)人工授精 (2)同期發(fā)情 超數(shù)排卵 沖卵 桑椹胚 囊胚 (3)早期胚胎的培養(yǎng) 卵母細(xì)胞的采集 精子的采集和獲能(精子的獲取) 受精
解析:(1)通過人工授精的方法，可以在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖優(yōu)良品種。(2)胚胎移植進(jìn)行前，首先要對(duì)供體母牛和代孕母牛進(jìn)行同期發(fā)情，同時(shí)還要用激素處理供體母牛使其超數(shù)排卵；人工收集發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。(3)試管動(dòng)物技術(shù)包括體外受精和胚胎早期培養(yǎng)，體外受精又包括精子的采集和獲能、卵母細(xì)胞的采集和受精三個(gè)階段。
8 下圖為胚胎移植的基本程序及早期胚胎發(fā)育過程，請(qǐng)據(jù)圖回答：
（1）超數(shù)排卵技術(shù)的處理措施是對(duì)供體母牛注射_____________。
（2）沖卵實(shí)質(zhì)上是用特定裝置，將供體母牛子宮內(nèi)的_________________沖洗出來。
（3）圖中標(biāo)號(hào)3為______________，它將來可發(fā)育為胎膜和胚盤。
（4）若一次給受體母牛移入多個(gè)胚胎，產(chǎn)生的多個(gè)后代基因型相同嗎? ______________，理由是______________ 。
解析：超數(shù)排卵是指給供體母畜注射促性腺激素，使其發(fā)情，一次排出比自然情況下多幾倍到十幾倍的成熟卵子，經(jīng)合理的人工授精方法，可以獲得數(shù)量較多的可移植胚胎。沖卵則是指用配制好的沖卵液，借助特制的沖卵裝置，將供體母畜子宮或輸卵管中的胚胎沖洗出來。不同受精卵發(fā)育而來的胚胎遺傳物質(zhì)一般不同，而同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)。
答案：(1)促性腺激素 (2)早期胚胎 (3)滋養(yǎng)層 (4)不一定相同，因?yàn)檫@些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育來的，它們的基因型可能相同，也可能不同
作者簡介：周偉，生物奧賽主教練。主要從事生物教學(xué)與奧賽培訓(xùn)研究，近年來在《生物學(xué)教學(xué)》、《中學(xué)生物教學(xué)》、《吉首大學(xué)學(xué)報(bào)》、《新高考》、《考試報(bào)》、《素質(zhì)教育報(bào)》、《中學(xué)生理化報(bào)》、《中學(xué)生學(xué)習(xí)報(bào)》、《當(dāng)代中學(xué)生報(bào)》等報(bào)刊上發(fā)表文章60多篇。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/171919.html
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