“胚胎工程”考點聚焦

周偉

“胚胎工程”是生物科技的熱點課題，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)知識的記憶和遷移應(yīng)用.下面就其常見的考點進(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)迎考時參考.

一、考點精析

（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）卵子的發(fā)生

特別提醒：①減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成，初級卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個大的次級卵母細(xì)胞和一個小的第一極體；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，次級卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個大的卵子和一個小的第二極體.②人類及大多數(shù)哺乳動物減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的第一極體大多數(shù)時候不會繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生兩個第二極體.有時會進(jìn)一步分裂產(chǎn)生兩個第二極體，但是第一極體與次級卵母細(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極體時，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.

（2）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?；線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.

（3）受精作用

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桑椹胚前的每一個細(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，對體型小的動物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對體型大的動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，除一些無機鹽和有機鹽外，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，可將其取出向受體移植或冷凍保存.不同動物胚胎移植的時間不同，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、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細(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動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、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

供、受體的選擇和處理同期發(fā)情處理配種或人工授精（體內(nèi)受精）對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存胚胎移植妊娠檢查

特別提醒：①供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(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.

“胚胎工程”是生物科技的熱點課題，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)知識的記憶和遷移應(yīng)用.下面就其常見的考點進(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)迎考時參考.

一、考點精析

（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）卵子的發(fā)生

特別提醒：①減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成，初級卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個大的次級卵母細(xì)胞和一個小的第一極體；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，次級卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個大的卵子和一個小的第二極體.②人類及大多數(shù)哺乳動物減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的第一極體大多數(shù)時候不會繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生兩個第二極體.有時會進(jìn)一步分裂產(chǎn)生兩個第二極體，但是第一極體與次級卵母細(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極體時，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.

（2）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?；線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.

（3）受精作用

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桑椹胚前的每一個細(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，對體型小的動物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對體型大的動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，除一些無機鹽和有機鹽外，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，可將其取出向受體移植或冷凍保存.不同動物胚胎移植的時間不同，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、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細(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動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、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

供、受體的選擇和處理同期發(fā)情處理配種或人工授精（體內(nèi)受精）對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存胚胎移植妊娠檢查

特別提醒：①供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(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.

“胚胎工程”是生物科技的熱點課題，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)知識的記憶和遷移應(yīng)用.下面就其常見的考點進(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)迎考時參考.

一、考點精析

（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）卵子的發(fā)生

特別提醒：①減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成，初級卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個大的次級卵母細(xì)胞和一個小的第一極體；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，次級卵母細(xì)胞分裂產(chǎn)生一個大的卵子和一個小的第二極體.②人類及大多數(shù)哺乳動物減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的第一極體大多數(shù)時候不會繼續(xù)進(jìn)行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生兩個第二極體.有時會進(jìn)一步分裂產(chǎn)生兩個第二極體，但是第一極體與次級卵母細(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極體時，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.

（2）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?；線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.

（3）受精作用

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桑椹胚前的每一個細(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，對體型小的動物用促性腺激素處理，從輸卵管沖取卵子（可直接受精）；對體型大的動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，除一些無機鹽和有機鹽外，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，可將其取出向受體移植或冷凍保存.不同動物胚胎移植的時間不同，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、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細(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動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、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

供、受體的選擇和處理同期發(fā)情處理配種或人工授精（體內(nèi)受精）對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存胚胎移植妊娠檢查

特別提醒：①供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(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.