2.3 胚胎工程-【帮课堂】2024-2025学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修3）

第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 学习目标 1.概述受精和胚胎早期发育的基本过程。 2.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。 3.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活的相关问题进行分析和判断。 4.认同胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学、技术和社会的互动关系。 学习重点：胚胎早期发育的基本过程，胚胎工程的主要技术及其原理。 学习难点：受精过程中精子和卵子的生理变化，胚胎工程中胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。 ～ 1.胚胎工程：是指对 或 细胞进行多种 操作和处理，然后将获得的胚胎 到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括 、 和 等。 （1）胚胎工程的理论基础：受精指 结合形成受精卵的过程。受精的场所是 。 （2）精子获能指精子必须在 内发生相应生理变化，获得 的现象。 （3）卵子准备指卵子排出后，在 进一步成熟，到 中期时，才具备与精子结合的受精能力 （4）受精过程：获能精子与卵子相遇，释放多种酶，溶解 结构，接触卵细胞膜，精子触及卵细胞膜瞬间，卵细胞膜外 迅速发生生理反应，阻止后来精子进入透明带（ 反应）。然后，精子入卵。精子入卵后， 立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核大的核- 。雌雄原核充分发育后，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束，受精卵开始发育。 （5）受精的标志：观察到 或者 。 2.胚胎早期发育：场所： 。 （1）卵裂期：受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚（细胞都是 细胞） （2）卵裂：胚胎发育早期，从受精卵到 形成，透明带内进行的 。 （3）桑葚胚：卵裂产生的子细胞形成的致密细胞团，形似 ，称为 。 （4）囊胚：胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，聚集在胚胎一端的细胞形成 ，将来发育成胎儿的各种组织。随着胚胎的进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的腔，称为 。 （5）孵化：囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程称为孵化 （6）内细胞团：由 的细胞形成，将来发育成胎儿的各种组织。 （7）滋养层：沿透明嗲内壁扩展和排列，将来发育成 。 （8）原肠胚：囊胚孵化后，发育形成原肠胚。表面的细胞层为 ，向内迁移的细胞形成 ，内外两胚层细胞之间的一部分细胞形成 。内胚层、外胚层和中胚层逐渐分化形成各种组织、器官 3.体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在 的环境中完成受精过程的技术。基本流程是：采集 →在体外对采集的卵母细胞进行 培养，对采集的精子进行 处理→将成熟的卵母细胞和获能精子再适当 中共同培养，促使完成受精作用 （1）精子获能的方法：直接利用雌性动物的 使精子获能，将采集的精子在人工配制的 中获能，获能液的有效成分常见的 等。 （2）试管动物指通过人工操作使精子和卵子在体外受精，经培养发育为 后，再进行移植产生的个体。 （3）胚胎移植指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到 、 的雌性动物的生殖道内，使之继续发育为新个体的技术。移植胚胎的来源包括 、体内受精、 等。 （4）胚胎移植的过程： 选择→供体、受体处理→ 、核移植→ →胚胎收集→ →胚胎保存→ →移植后检查。 （5）胚胎分割的操作过程：选择发育良好、形态正常的 →移入盛有操作液的培养皿中→在显微镜下分割（在分割 阶段的胚胎时，要注意将 分割）。采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率 。 1.胚胎工程的迅猛发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望，正在成为现实。请思考回答有关胚胎工程的下列问题： （1）胚胎工程的操作对象是什么？ （2）胚胎工程涉及的技术有哪些？ （3）胚胎工程的理论基础是什么？ 2.思考胚胎工程中所涉及的下列问题： （1）精子获能的含义，排卵的含义。 （2）受精和受精卵早期发育的场所。 （3）卵子减数分裂Ⅱ在什么时候完成? 3.胚胎工程实际操作中，受精的标志是什么？ 4.若将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能的原因？ 5.科学家利用白色品系小鼠a与黑色品系小鼠b培育出了嵌合体小鼠c，流程如图所示。 若产下的嵌合体小鼠c的大部分皮肤是白色，试推测可能的原因。 1．根据下图，正确的是（    ）    A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致 B．过程1需要MII期去核卵母细胞 C．过程2可以大幅改良动物性状 D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式 2．科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（    ） A．超数排卵 B．精子获能处理 C．细胞核移植 D．胚胎培养 3．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 4．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 5．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 6．牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是（    ） A．H-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌 B．应选用原肠胚做雌雄鉴别 C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植 D．用H-Y抗原免疫母牛可获得相应抗体 探究一 胚胎移植、胚胎分割和胚胎检测 1.通过发情配种或人工授精获得的胚胎，需要经过移植才能获得后代。下图是牛胚胎移植示意图。回答下面的问题： （1）胚胎移植过程中两次使用激素，两次施用激素的目的分别是什么？ （2）胚胎分割的对象、要求及意义？ （3）胚胎移植前进行性别鉴定的方法？ 探究二 胚胎工程操作 2.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。 (2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有 （答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。 (3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是 。 · 基础过关练 1．一位患有单基因显性遗传病的妇女（其父亲与丈夫表现型正常）想生育一个健康的孩子。医生建议对极体进行基因分析，筛选出不含该致病基因的卵细胞，采用试管婴儿技术辅助生育后代，技术流程示意图如下。 下列叙述正确的是（　　） A．可判断该致病基因位于X染色体上 B．可选择极体1或极体2用于基因分析 C．自然生育患该病子女的概率是25% D．在获能溶液中精子入卵的时期是③ 2．下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（　　） A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体 C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植 3.下列有关哺乳动物的受精卵形成过程的叙述正确的是(　　) ①获能精子与卵子相遇时释放多种酶 ②获能精子与卵子相遇时释放的酶可溶解透明带、卵细胞膜 ③卵子与精子结合前已完成减数分裂Ⅱ ④精子和卵子的细胞核经过相关生理过程，分别形成雄原核和雌原核 ⑤精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带 A.①②⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.②④⑤ 4.小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关，H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，而对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是(　　) A.克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因 B.克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大 C.H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育 D.H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育 5.科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析错误的是(　　) A.PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化 B.步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合 C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境 D.上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术 6.下列关于“试管牛”培养流程的叙述，不正确的是(　　) A.过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子 B.过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核 C.大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应 D.移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响 7.中国科学院动物研究所进行了大熊猫的异种克隆，他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞之中，并使其成功发育成囊胚，标志着异种核质相容的问题得到解决，异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”，然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母体”。下图是该研究的理论流程图，相关叙述正确的是(　　) A.步骤甲和步骤乙中的供体和受体需要同期发情处理 B.重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液 C.重组胚胎培养过程中为了避免杂菌污染，通常需要在培养液中加入抗生素 D.步骤乙表示胚胎移植，移植的早期胚胎应培养至囊胚或原肠胚 8.梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是(　　) A.在梅花鹿的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使其超数排卵 B.梅花鹿的胚胎在早期处于游离状态，为胚胎收集提供可能 C.当受体数量有限时，可对早期胚胎进行无限次分割以获得更多的后代 D.胚胎分割技术可取样桑葚胚时期的滋养层进行DNA分析，鉴定性别 9.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 10.经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是(　　) A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子 B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理 C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植 D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得 · 能力提升练 11.下图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述不正确的是(　　) A.①过程需要依赖细胞表面糖蛋白的识别 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 12.下图表示牛的受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是 (　　) A.图1中各细胞内的DNA分子数目相同 B.图3表明受精作用已经完成 C.同期发情处理能使供体产生更多的图4结构 D.图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中 13.下列有关试管婴儿及试管动物技术和体外受精的叙述，正确的是(　　) A.通过试管动物技术繁育后代的过程属于无性生殖 B.试管牛所采用的技术中包含克隆技术、体外受精和胚胎移植 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必需经过体外培养后，才能与获能的精子受精 14.据报道，世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛，实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种，下列叙述正确的是(　　) A.体外培养受精卵时，培养液中通常加入动物血清、蔗糖等成分 B.用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后，让其自行繁衍 C.可通过胚胎分割技术增加其数量，该技术属于有性繁殖 D.人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性降低，野外生存能力下降 15.研究发现，小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷，只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型，但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是(　　) A.将2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使2细胞融合，可得到一个含四个染色体组的细胞 B.嵌合体中的ES具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织 C.嵌合体胚胎发育至原肠胚时需移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育 D.嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同 16.治疗性克隆对解决人类供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程图如下，相关叙述错误的是(　　) A.个体A一般需通过注射促性腺激素实现超数排卵 B.个体B体细胞培养时需要提供95%空气和5%CO2 C.囊胚期胚胎需植入代孕母亲子宫获取胚胎干细胞 D.获得的组织器官移植给个体B一般不发生免疫排斥反应 17.如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，正确的是(　　) A.为了获得良种后代，可以取少量内细胞团细胞进行DNA分析 B.细胞A不一定是受精卵 C.为了获得更多的胚胎，分割胚胎时产生的份数越多越好 D.对胚胎进行分割后得到的个体性别不同 18.斑马鱼和人类基因有着87%的相似性，每条雌鱼每次排卵300枚左右，体外受精后胚胎发育同步性好，胚体透明且发育速度快，是科研上常用的模式脊椎动物之一。下列说法错误的是(　　) A.用胶原蛋白酶处理斑马鱼胚胎的滋养层，可获得大量胚胎干细胞 B.利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类 C.斑马鱼的透明胚胎有利于观察药物对其体内器官发育的影响 D.胚胎数量多、体外发育都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点 19. 科学家利用黑鼠成纤维细胞获得多能干细胞（iPS），并利用该细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如图所示，图中①~⑨表示过程。下列相关叙述正确的是（ ） A. 过程①需在含 95% O2加5%CO2混合气体环境中培养体细胞 B. 过程②中诱导因子的作用是促使黑鼠成纤维细胞分化成iPS细胞 C. 过程③采用的是显微注射法，过程⑧之前需用激素制剂处理白鼠 D. 由于克隆鼠与黑鼠供体所含的遗传物质相同，故两者性状完全相同 20. 人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，常作为女性是否怀孕的检测指标。某科研人员将小鼠B细胞和骨髓瘤细胞融合后，经过筛选获得能稳定分泌抗 HCG单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关分析错误的是（ ） A. 获取小鼠 B细胞之前需给小鼠多次间隔注射 HCG B. 可采用灭活的病毒诱导B细胞与骨髓瘤细胞融合 C. 应将抗体检测呈阴性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养 D. 抗 HCG 单克隆抗体比普通抗 HCG 抗体检测女性怀孕的准确率更高 · 思维拓展练 21.利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题： (1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处在__________________________________________________________________ 时期的卵母细胞用于核移植。 (2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________________。 (3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自于________号猪。 (4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序号)。 ①DNA测序　②染色体倍性分析　③体细胞结构分析　④抗原—抗体杂交 22.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。 (2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有________________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。 (3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是______________________________________________________________。 23.EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物，其过程如图。 请回答下列问题： (1)从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到________，再通过________获得大量EPO基因。 (2)供体母鼠通常情况下每次排卵8～12枚，为使其超数排卵，需注射________激素以排出更多的卵子，培养到________期与获能的精子相遇时，精子穿越透明带，完成体外受精。 (3)①过程构成了基因表达载体，内部包括不可缺少的组成部分，其中________能驱动基因的转录。 (4)采用________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及________等物质。 (5)当胚胎发育至________时期，向受体移植，为获得更多个转基因胚胎，要将囊胚阶段的胚胎的________均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。 (6)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用________技术对血液来进行检测。 24.利用转基因母牛乳腺生物反应器可生产蛛丝蛋白，获得转基因母牛的过程如图所示。 请回答下列问题： (1)从雌牛的卵巢中采集的卵母细胞需要培养到________期才能进行体外受精，体外受精前，需要对精子进行获能处理。当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应，如________和________等。 (2)在过程①中，蛛丝蛋白基因应与________基因的启动子等调控组件重组在一起。在过程④前，需对囊胚的________进行切割并做DNA分析进行性别鉴定，再选用雌性胚胎进行移植。 (3)为了进一步扩大繁殖规模，可通过________技术获得同卵多胎，该技术的关键是_____________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)从生理学基础角度看，胚胎移植能成功的原因有__________________________________________________________________ _____________________________________________________(任意两点即可)。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 细胞工程 第3节 胚胎工程 学习目标 1.概述受精和胚胎早期发育的基本过程。 2.简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。 3.运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产、生活的相关问题进行分析和判断。 4.认同胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学、技术和社会的互动关系。 学习重点：胚胎早期发育的基本过程，胚胎工程的主要技术及其原理。 学习难点：受精过程中精子和卵子的生理变化，胚胎工程中胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。 ～ 1.胚胎工程：是指对 或 细胞进行多种 操作和处理，然后将获得的胚胎 到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括 、 和 等。 （1）胚胎工程的理论基础：受精指 结合形成受精卵的过程。受精的场所是 。 （2）精子获能指精子必须在 内发生相应生理变化，获得 的现象。 （3）卵子准备指卵子排出后，在 进一步成熟，到 中期时，才具备与精子结合的受精能力 （4）受精过程：获能精子与卵子相遇，释放多种酶，溶解 结构，接触卵细胞膜，精子触及卵细胞膜瞬间，卵细胞膜外 迅速发生生理反应，阻止后来精子进入透明带（ 反应）。然后，精子入卵。精子入卵后， 立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核大的核- 。雌雄原核充分发育后，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。受精过程结束，受精卵开始发育。 （5）受精的标志：观察到 或者 。 2.胚胎早期发育：场所： 。 （1）卵裂期：受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚（细胞都是 细胞） （2）卵裂：胚胎发育早期，从受精卵到 形成，透明带内进行的 。 （3）桑葚胚：卵裂产生的子细胞形成的致密细胞团，形似 ，称为 。 （4）囊胚：胚胎进一步发育，细胞逐渐分化，聚集在胚胎一端的细胞形成 ，将来发育成胎儿的各种组织。随着胚胎的进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的腔，称为 。 （5）孵化：囊胚进一步扩大，会导致 破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程称为孵化 （6）内细胞团：由 的细胞形成，将来发育成胎儿的各种组织。 （7）滋养层：沿透明嗲内壁扩展和排列，将来发育成 。 （8）原肠胚：囊胚孵化后，发育形成原肠胚。表面的细胞层为 ，向内迁移的细胞形成 ，内外两胚层细胞之间的一部分细胞形成 。内胚层、外胚层和中胚层逐渐分化形成各种组织、器官 3.体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在 的环境中完成受精过程的技术。基本流程是：采集 →在体外对采集的卵母细胞进行 培养，对采集的精子进行 处理→将成熟的卵母细胞和获能精子再适当 中共同培养，促使完成受精作用 （1）精子获能的方法：直接利用雌性动物的 使精子获能，将采集的精子在人工配制的 中获能，获能液的有效成分常见的 等。 （2）试管动物指通过人工操作使精子和卵子在体外受精，经培养发育为 后，再进行移植产生的个体。 （3）胚胎移植指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到 、 的雌性动物的生殖道内，使之继续发育为新个体的技术。移植胚胎的来源包括 、体内受精、 等。 （4）胚胎移植的过程： 选择→供体、受体处理→ 、核移植→ →胚胎收集→ →胚胎保存→ →移植后检查。 （5）胚胎分割的操作过程：选择发育良好、形态正常的 →移入盛有操作液的培养皿中→在显微镜下分割（在分割 阶段的胚胎时，要注意将 分割）。采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率 。 【答案】1.生殖细胞、受精卵 早期胚胎 显微 移植 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 （1）精子和卵子 输卵管 （2）雌性动物生殖道 受精能力 （3）输卵管 减数分裂Ⅱ （4）卵子细胞膜外 透明带 透明带 卵细胞膜 雄原核 （5）两个极体 雌、雄原核 2.输卵管→子宫 （1）全能 （2）囊胚 有丝分裂 （3）桑葚 桑椹胚 （4）内细胞团 囊胚腔 （5）透明带 （6）聚集在胚胎一端 （7）胎膜、胎盘 （8）外胚层 内胚层 中胚层 3.体外人工控制 卵母细胞和精子 成熟 获能 培养液 （1）生殖道 获能液 有肝素、Ca2+载体 （2）早期胚胎 （3）同种的 生理状态相同 体外受精 核移植 （4）供体、受体 配种、人工授精、体外受精 早期胚胎培养 胚胎检查 胚胎移植 （5）桑葚胚或囊胚 囊胚 内细胞团均等 越小 1.胚胎工程的迅猛发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望，正在成为现实。请思考回答有关胚胎工程的下列问题： （1）胚胎工程的操作对象是什么？ （2）胚胎工程涉及的技术有哪些？ （3）胚胎工程的理论基础是什么？ （1）胚胎工程的操作对象是生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞 （2）胚胎工程涉及的技术有：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植和胚胎分割等。 （3）胚胎工程的理论基础是哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。 2.思考胚胎工程中所涉及的下列问题： （1）精子获能的含义，排卵的含义。 （2）受精和受精卵早期发育的场所。 （3）卵子减数分裂Ⅱ在什么时候完成? （1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 （2）卵子的减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都是在雌性动物的输卵管中进行的。 （3）卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。 3.胚胎工程实际操作中，受精的标志是什么？ 观察到两个极体或者雌、雄原核 4.若将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能的原因？ 外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达 5.科学家利用白色品系小鼠a与黑色品系小鼠b培育出了嵌合体小鼠c，流程如图所示。 若产下的嵌合体小鼠c的大部分皮肤是白色，试推测可能的原因。 来源于白色品系小鼠a的胚胎细胞比来源于黑色品系小鼠b的胚胎细胞更多地发育为皮肤细胞(大部分皮肤细胞由白色品系小鼠a的胚胎细胞分裂分化而来)。 1．根据下图，正确的是（    ）    A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致 B．过程1需要MII期去核卵母细胞 C．过程2可以大幅改良动物性状 D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式 【解析】D 子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误；核移植过程中需要处于MII中期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期（桑葚胚或囊胚等时期）进行胚胎移植，B错误；过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误；过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。 2．科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（    ） A．超数排卵 B．精子获能处理 C．细胞核移植 D．胚胎培养 【解析】C 由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于该过程为有性生殖，因此不需要涉及细胞核移植，所以C正确、ABD错误。 3．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】C 精子需要经过获能处理才具有受精能力，A正确；受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B正确；胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C错误；胚胎移植前，需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，D正确。 4．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】C 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。 5．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】A 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。 6．牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是（    ） A．H-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌 B．应选用原肠胚做雌雄鉴别 C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植 D．用H-Y抗原免疫母牛可获得相应抗体 【解析】D H-Y单克隆抗体由杂交瘤细胞中的浆细胞分泌，A错误；做雌雄性别鉴别应选择囊胚期的滋养层细胞，B错误；由于是利用乳腺生物反应器进行生物制药，则鉴别后的雌性胚胎可直接做胚胎移植，雄性胚胎没有意义，C错误；H-Y抗原免疫母牛体内发生了体液免疫，产生了相应的浆细胞，可获得相应抗体，D正确。 探究一 胚胎移植、胚胎分割和胚胎检测 1.通过发情配种或人工授精获得的胚胎，需要经过移植才能获得后代。下图是牛胚胎移植示意图。回答下面的问题： （1）胚胎移植过程中两次使用激素，两次施用激素的目的分别是什么？ （2）胚胎分割的对象、要求及意义？ （3）胚胎移植前进行性别鉴定的方法？ （1）胚胎移植过程中两次使用激素的目的：第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。两次检查的目的：第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。 （2）将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 （3）胚胎移植前进行性别鉴定的方法：取滋养层细胞做DNA分析。 探究二 胚胎工程操作 2.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。 (2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有 （答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。 (3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是 。 (1)冷冻保存 刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力 肝素或钙离子载体A23187 MⅡ中期 (2)维生素、氨基酸、核苷酸 (3)对受体母羊进行发情处理，合适的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫 · 基础过关练 1．一位患有单基因显性遗传病的妇女（其父亲与丈夫表现型正常）想生育一个健康的孩子。医生建议对极体进行基因分析，筛选出不含该致病基因的卵细胞，采用试管婴儿技术辅助生育后代，技术流程示意图如下。 下列叙述正确的是（　　） A．可判断该致病基因位于X染色体上 B．可选择极体1或极体2用于基因分析 C．自然生育患该病子女的概率是25% D．在获能溶液中精子入卵的时期是③ 【解析】B 由题意可知，患病妇女为杂合子，该显性致病基因可以常染色体上，也可以位于X染色体上，A错误；卵原细胞减数第一次分裂中同源染色体分离，其上基因也随之分离，最终产生一个次级卵母细胞和一个第一极体，二者基因互补，次级卵母细胞减数第二次分裂着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，其上基因也随之分离，最终产生一个卵细胞和一个第二极体，二者基因相同，且卵细胞可用于受精，而极体最后退化消失，因此可选择极体1或极体2用于基因分析，B正确；若显性致病基因用A表示，位于常染色体，则患病妇女基因型为Aa，丈夫正常，基因型为aa，自然生育患该病子女（Aa）的概率是1/2，若显性致病基因位于X染色体上，则患病妇女基因型为XAXa，丈夫的基因型为XaY，自然生育患该病子女（XAXa，XAY）的概率是1/4+1/4=1/2，C错误；在获能溶液中精子入卵（次级卵母细胞）的时期是②，D错误。 2．下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（　　） A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体 C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植 【解析】B 后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气（保证细胞的有氧呼吸）和5%CO2（维持培养液的pH）的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑椹胚后移植，D错误。 3.下列有关哺乳动物的受精卵形成过程的叙述正确的是(　　) ①获能精子与卵子相遇时释放多种酶 ②获能精子与卵子相遇时释放的酶可溶解透明带、卵细胞膜 ③卵子与精子结合前已完成减数分裂Ⅱ ④精子和卵子的细胞核经过相关生理过程，分别形成雄原核和雌原核 ⑤精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带 A.①②⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.②④⑤ 【解析】C　受精过程中，获能后的精子与卵子相遇时，释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，但不会溶解卵细胞膜，①正确、②错误；精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，③错误；精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂，形成新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核；卵子完成减数分裂Ⅱ排出第二极体后形成雌原核，④正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带，⑤正确；综上所述，C正确。 4.小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关，H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，而对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是(　　) A.克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因 B.克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大 C.H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育 D.H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育 【解析】C　H3K27me3印记基因敲除极大提高了克隆的成功率，H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，显著低于对照组克隆小鼠的体重，说明克隆胚胎过大可能降低克隆胚胎着床后成活率，A正确；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。说明克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大，B正确；H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明H3K27me3印记基因可促进胎盘的发育，C错误；H3K27me3印记基因可影响胎盘的发育，而胎盘是由滋养层细胞发育而来的，D正确。 5.科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析错误的是(　　) A.PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化 B.步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合 C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境 D.上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术 【解析】B　小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代(染色体数目与体细胞相同)，诱导形成精子的过程中，会发生减数分裂，会发生细胞染色体数目的减半，A正确；为保证受精的成功，步骤④可加入多个分化出的精子，卵细胞受精后会发生相应的变化避免多精入卵，B错误；动物细胞培养需要一定的气体环境，95%的空气和5%的CO2，以便维持培养液的pH，C正确；上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术，D正确。 6.下列关于“试管牛”培养流程的叙述，不正确的是(　　) A.过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子 B.过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核 C.大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应 D.移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响 【解析】D　过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵，即使其排出更多的卵子，A正确；过程②表示体外受精，在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志，B正确；胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的理论基础，C正确；“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传性状取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。 7.中国科学院动物研究所进行了大熊猫的异种克隆，他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞之中，并使其成功发育成囊胚，标志着异种核质相容的问题得到解决，异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”，然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母体”。下图是该研究的理论流程图，相关叙述正确的是(　　) A.步骤甲和步骤乙中的供体和受体需要同期发情处理 B.重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液 C.重组胚胎培养过程中为了避免杂菌污染，通常需要在培养液中加入抗生素 D.步骤乙表示胚胎移植，移植的早期胚胎应培养至囊胚或原肠胚 【解析】C　步骤乙胚胎移植中的供体和受体需要同期发情处理，步骤甲中需要对兔子进行超数排卵处理，A错误；重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于兔子的去核卵母细胞，B错误；重组胚胎培养过程中通常需要在培养液中加入抗生素，避免杂菌污染，C正确；步骤乙表示胚胎移植，移植的早期胚胎应培养至桑葚胚或囊胚，D错误。 8.梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是(　　) A.在梅花鹿的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使其超数排卵 B.梅花鹿的胚胎在早期处于游离状态，为胚胎收集提供可能 C.当受体数量有限时，可对早期胚胎进行无限次分割以获得更多的后代 D.胚胎分割技术可取样桑葚胚时期的滋养层进行DNA分析，鉴定性别 【解析】B　促性腺激素属于多肽类物质，不能口服，否则会被分解而不能发挥作用，所以不能添加在饲料中，A错误；梅花鹿的胚胎形成后，早期处于游离状态，为胚胎收集提供可能，B正确；当供体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代，但不能无限次分割，C错误；胚胎分割技术可取样囊胚时期的滋养层进行DNA分析，鉴定性别，D错误。 9.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】A　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。 10.经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是(　　) A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子 B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理 C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植 D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得 【解析】C　为获得更多卵子，需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵处理，A正确；刚排出的精子不能与卵子受精，必须进行获能处理后才具备受精能力，B正确；胚胎移植前要检查胚胎质量，牛、羊等一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段才进行移植，小鼠等可在更早的阶段移植，C错误；可通过转基因等技术获得遗传改造的小鼠胚胎干细胞，D正确。 · 能力提升练 11.下图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述不正确的是(　　) A.①过程需要依赖细胞表面糖蛋白的识别 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】C　①为受精作用，该过程精子和卵细胞依赖细胞表面的糖蛋白识别，体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能，A正确；②为卵裂过程，该过程细胞通过有丝分裂方式增殖，B正确；细胞卵裂过程中，细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，说明单个细胞体积减小，因此细胞核质比增大，C错误；④过程中发生了细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，D正确。 12.下图表示牛的受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是 (　　) A.图1中各细胞内的DNA分子数目相同 B.图3表明受精作用已经完成 C.同期发情处理能使供体产生更多的图4结构 D.图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中 【解析】D　图1中精子已完成减数分裂过程，而卵细胞与精子结合时，正处于减数分裂Ⅱ时期，卵细胞DNA分子数目为精子的2倍，因此图1中各细胞内DNA分子数目不相同，A错误；图3中受精卵已经进行了一次卵裂，形成了两个子细胞，B错误；同期发情处理可以使供体和受体具有相同的生理环境，C错误；图4为早期胚胎发育过程中形成的原肠胚，图1到图3的过程发生在输卵管中，图4出现在子宫中，D正确。 13.下列有关试管婴儿及试管动物技术和体外受精的叙述，正确的是(　　) A.通过试管动物技术繁育后代的过程属于无性生殖 B.试管牛所采用的技术中包含克隆技术、体外受精和胚胎移植 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必需经过体外培养后，才能与获能的精子受精 【解析】D　试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，属于有性生殖，A错误；试管牛所采用的技术中包含体外受精、早期胚胎发育和胚胎移植，B错误；试管婴儿技术能解决部分不孕不育问题，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正确。 14.据报道，世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛，实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种，下列叙述正确的是(　　) A.体外培养受精卵时，培养液中通常加入动物血清、蔗糖等成分 B.用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后，让其自行繁衍 C.可通过胚胎分割技术增加其数量，该技术属于有性繁殖 D.人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性降低，野外生存能力下降 【解析】D　体外培养受精卵时，培养液中通常需加入动物血清等成分，但不能添加蔗糖，植物组织培养时需要在培养基中添加蔗糖，A错误；用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后，只能获得雌性白犀牛，后代不能自行繁衍，B错误；可通过胚胎分割技术增加其数量，但是该技术属于无性繁殖，C错误；人工繁育的种群与野生种群相比，其种群内基因交流减少，遗传多样性降低，野外生存能力也会下降，D正确。 15.研究发现，小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷，只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型，但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是(　　) A.将2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使2细胞融合，可得到一个含四个染色体组的细胞 B.嵌合体中的ES具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织 C.嵌合体胚胎发育至原肠胚时需移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育 D.嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同 【解析】A　正常小鼠是二倍体，所以两个2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使细胞融合，可得到一个含四个染色体组的细胞，A正确；嵌合体中的ES具有自我更新能力，很难分化形成胎盘，可分化为除胎盘以外的所有细胞类型，B错误；嵌合体胚胎发育至桑葚胚或囊胚期再移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育，C错误；四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织，所以嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型相同，D错误。 16.治疗性克隆对解决人类供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程图如下，相关叙述错误的是(　　) A.个体A一般需通过注射促性腺激素实现超数排卵 B.个体B体细胞培养时需要提供95%空气和5%CO2 C.囊胚期胚胎需植入代孕母亲子宫获取胚胎干细胞 D.获得的组织器官移植给个体B一般不发生免疫排斥反应 【解析】C　由图可知，要从个体A获得卵母细胞，为了获得更多的卵母细胞，一般需通过注射促性腺激素实现超数排卵，A正确；动物细胞培养时需要气体环境，95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2(维持培养液的pH)，B正确；胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团，不需要植入代孕母亲子宫就可以获得胚胎干细胞，C错误；由图可知，B是供核的一方，克隆的组织和器官的绝大多数遗传物质和B相同，因此获得的组织器官移植给个体B一般不发生免疫排斥反应，D正确。 17.如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，正确的是(　　) A.为了获得良种后代，可以取少量内细胞团细胞进行DNA分析 B.细胞A不一定是受精卵 C.为了获得更多的胚胎，分割胚胎时产生的份数越多越好 D.对胚胎进行分割后得到的个体性别不同 【解析】B　囊胚阶段取样滋养层进行DNA分析，A错误；细胞A可能是受精卵、重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞等，B正确；胚胎分割可将早期胚胎分为2等份、4等份、8等份等，但胚胎分割份数越多，操作难度越大，成功率越低，C错误；对胚胎进行分割后得到的个体性别相同，D错误。 18.斑马鱼和人类基因有着87%的相似性，每条雌鱼每次排卵300枚左右，体外受精后胚胎发育同步性好，胚体透明且发育速度快，是科研上常用的模式脊椎动物之一。下列说法错误的是(　　) A.用胶原蛋白酶处理斑马鱼胚胎的滋养层，可获得大量胚胎干细胞 B.利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类 C.斑马鱼的透明胚胎有利于观察药物对其体内器官发育的影响 D.胚胎数量多、体外发育都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点 【解析】A　囊胚期的细胞开始出现分化，其中内细胞团细胞具有全能性，而滋养层细胞不具有全能性，故处理斑马鱼胚胎的滋养层，不能获得大量胚胎干细胞，A错误；结合题意“斑马鱼和人类基因有着87%的相似性”，故利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类，B正确；斑马鱼的胚胎透明，有利于观察药物对其体内器官发育的影响，C正确；胚胎数量多(便于生物学统计)、体外发育(便于观察和操作)都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点，D正确。 19. 科学家利用黑鼠成纤维细胞获得多能干细胞（iPS），并利用该细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如图所示，图中①~⑨表示过程。下列相关叙述正确的是（ ） A. 过程①需在含 95% O2加5%CO2混合气体环境中培养体细胞 B. 过程②中诱导因子的作用是促使黑鼠成纤维细胞分化成iPS细胞 C. 过程③采用的是显微注射法，过程⑧之前需用激素制剂处理白鼠 D. 由于克隆鼠与黑鼠供体所含的遗传物质相同，故两者性状完全相同 【解析】C iPS细胞需置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养，A错误；根据流程图，过程②是诱导成纤维细胞转变为iPS细胞的过程。然而，诱导因子实际上是促使成纤维细胞去分化(或重编程)为多能干细胞，而不是促使其分化，B错误；过程③采用的是显微注射法，过程⑧之前需用激素制剂处理白鼠，过程③是将iPS细胞注入囊胚的过程，这通常通过显微注射法实现。过程⑧是代孕白鼠怀孕并生下克隆鼠的过程，这之前通常需要用激素制剂处理白鼠，以同步其发情周期，提高受孕率，C正确；由于克隆鼠与黑鼠供体所含的遗传物质相同，故两者性状完全相同虽然克隆鼠与黑鼠供体在遗传物质上是相同的，但性状的表现还受到环境因素的影响。此外，克隆过程中可能发生的表观遗传变化也可能导致两者在性状上不完全相同，D错误。 20. 人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，常作为女性是否怀孕的检测指标。某科研人员将小鼠B细胞和骨髓瘤细胞融合后，经过筛选获得能稳定分泌抗 HCG单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关分析错误的是（ ） A. 获取小鼠 B细胞之前需给小鼠多次间隔注射 HCG B. 可采用灭活的病毒诱导B细胞与骨髓瘤细胞融合 C. 应将抗体检测呈阴性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养 D. 抗 HCG 单克隆抗体比普通抗 HCG 抗体检测女性怀孕的准确率更高 【解析】C 获取小鼠 B细胞之前需给小鼠多次间隔注射 HCG，以促进小鼠产生更多的对应B淋巴细胞，A正确；诱导动物细胞融合的方法有物理法、化学法和生物法，灭活病毒诱导属于生物法，B正确；应将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养，该过程属于体内培养，C错误；单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等特点，抗HCG单克隆抗体孕检的准确率比普通抗HCG抗体高，D正确。 · 思维拓展练 21.利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题： (1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处在__________________________________________________________________ 时期的卵母细胞用于核移植。 (2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________________。 (3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自于________号猪。 (4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序号)。 ①DNA测序　②染色体倍性分析　③体细胞结构分析　④抗原—抗体杂交 【解析】(1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于减数第二次分裂的中期。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为了判断目的基因是否被导入受体，可采用DNA分子杂交、DNA测序等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交法从分子水平进行检测。 【答案】　(1)促性腺激素　减数第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　维持培养液的pH (3)分割　2　(4)①④ 22.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。 (2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有________________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。 (3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是______________________________________________________________。 【解析】(1)精液可以放入－196 ℃的液氮中保存(或冷冻保存)，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。 【答案】　(1)放入－196 ℃的液氮中保存(或冷冻保存)　刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精　肝素或Ca2＋载体　MⅡ期　(2)维生素、氨基酸、核苷酸　(3)对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代 23.EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物，其过程如图。 请回答下列问题： (1)从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到________，再通过________获得大量EPO基因。 (2)供体母鼠通常情况下每次排卵8～12枚，为使其超数排卵，需注射________激素以排出更多的卵子，培养到________期与获能的精子相遇时，精子穿越透明带，完成体外受精。 (3)①过程构成了基因表达载体，内部包括不可缺少的组成部分，其中________能驱动基因的转录。 (4)采用________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及________等物质。 (5)当胚胎发育至________时期，向受体移植，为获得更多个转基因胚胎，要将囊胚阶段的胚胎的________均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。 (6)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用________技术对血液来进行检测。 【解析】(1)获取EPO基因(即目的基因)，可从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到cDNA，再经PCR反应扩增。(2)为使供体母鼠超数排卵，需注射促性腺激素。采集的卵母细胞需培养到减数分裂Ⅱ期才具备受精能力。(3)基因表达载体的组成部分中，启动子能驱动基因转录。(4)将重组表达载体导入小鼠受精卵中，通常采用显微注射技术。发育培养液的成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。(5)胚胎移植时，应选择发育到桑葚胚或囊胚阶段的胚胎。借助胚胎分割技术可获得更多的转基因胚胎，对囊胚进行分割时，需要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。依题意“采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物”可推知，在胚胎移植前，需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。(6)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用抗原—抗体杂交技术对血液来进行检测。 【答案】　(1)cDNA　PCR反应　(2)促性腺　减数分裂Ⅱ　(3)启动子　(4)显微注射　血清　(5)桑葚胚或囊胚　内细胞团　性别鉴定 (6)抗原—抗体杂交 24.利用转基因母牛乳腺生物反应器可生产蛛丝蛋白，获得转基因母牛的过程如图所示。 请回答下列问题： (1)从雌牛的卵巢中采集的卵母细胞需要培养到________期才能进行体外受精，体外受精前，需要对精子进行获能处理。当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应，如________和________等。 (2)在过程①中，蛛丝蛋白基因应与________基因的启动子等调控组件重组在一起。在过程④前，需对囊胚的________进行切割并做DNA分析进行性别鉴定，再选用雌性胚胎进行移植。 (3)为了进一步扩大繁殖规模，可通过________技术获得同卵多胎，该技术的关键是_____________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (4)从生理学基础角度看，胚胎移植能成功的原因有__________________________________________________________________ _____________________________________________________(任意两点即可)。 【解析】(1)从雌牛的卵巢中采集的卵母细胞需要培育到减数分裂Ⅱ期才能进行体外受精，阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。(2)启动子可以驱动基因的转录，在过程①中，蛛丝蛋白基因应与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，使蛛丝蛋白基因只在乳腺组织中表达。滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，故对囊胚的滋养层进行切割并做DNA分析进行性别鉴定。(3)通过胚胎分割技术获得同卵多胎，从而可以进一步扩大繁殖规模，用该技术对囊胚阶段的胚胎分割的关键是将内细胞团均等分割，以保证胚胎的正常生长和发育。(4)从生理学基础角度看，胚胎移植能成功的原因有①哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，一段时间内同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的；②早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能；③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系。 【答案】　(1)减数分裂Ⅱ　透明带反应　卵细胞膜反应　(2)牛乳腺蛋白　滋养层　(3)胚胎分割　将内细胞团均等分割　(4)①哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的；②早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能；③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$