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第2章 胚胎工程
第1节 胚胎工程的理论基础
1
第
节
胚
胎
工
程
的
理
论
基
课前预习学案
课堂互动探究
课标领航
知能优化训练
1.简述精子和卵细胞的发生过程
2．了解哺乳动物受精过程
3．简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点
【重点】生殖细胞的形成和胚胎的发育
【难点】 生殖细胞的形成
课标领航
情景导引
动物胚胎发育是个神奇
的过程。当一个结构复
杂、充满生命活力的幼
体孵化出来或从母体内分娩出来时，你很难想象它只是源自一个细胞。实际上，绝大多数动物胚胎发育的基本
过程大体上是一致的,主要包括受精、卵裂、囊胚、原肠胚和器官形成等。
动物胚胎发育的起点是受精卵。那么,你了解受精卵的形成过程吗？快进入本节的学习去了解一下吧！
课前预习学案
头
细胞核
中段
尾
代谢和运动
线粒体
初情期
生殖机能
睾丸
增殖期
有丝分裂
初级精母细胞
减数分裂
4
附睾
雄性生殖器官
精子
第二性征
2．卵细胞的发生
(1)结构
卵细胞的细胞膜外周由内向外依次是透明带、放射冠，细胞质多,核糖体十分丰富,同时还含有大量的营养物质。
(2)时期：卵泡的形成和储备是在________，排卵是在哺乳动物进入________开始。
(3)场所：哺乳动物的卵巢
胎儿期
初情期
次级卵母细胞
初级卵母细胞
初级卵母细胞
卵母细胞
雌激素
排卵
思考感悟
1.精原细胞与初级精母细胞有何区别？
提示：精原细胞在进行减数分裂时，首先进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，由精原细胞变成初级精母细胞，精原细胞内每条染色体上含一个DNA分子，而初级精母细胞内每条染色体上有两个DNA分子。
二、胚胎的发育
1．受精作用
(1)场所：输卵管内
(2)过程：
①精子发生___________，释放出________，分解________，进入卵细胞。
顶体反应
水解酶
透明带
②精子接触卵黄膜，卵细胞释放物质,引起________发生改变，阻止后来精子入卵。
③次级卵母细胞完成___________，放出极体之后卵核与精核融合成一个________。
透明带
减数分裂Ⅱ
合子核
有丝
不断增加
2～8
内细胞团
滋养层
外胚层
内胚层
中胚层
思考感悟
2.家畜每次射精的精子数以亿计，但是通常只有一个精子能够与卵子结合,这能说明是一种浪费吗？怎样理解这一现象？
提示：不能。可以从两方面说明这一问题：其一，在自然繁殖的条件下，为了使母畜排出的1个或几个卵子完成受精，公畜一次射出几亿到几十亿的精子到发情母畜的生殖道内，可以说是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制；其二，在自然条件下,
精子从射精部位运行到受精部位，在通过母畜生殖道的过程中，复杂的组织结构和生理环境将对精子进行筛选,并致使大量的精子途中死亡，被分解或排出,造成精子大量损耗。最后到达受精部位(输卵管)的精子只剩百余个,与卵子完成受精的只有一个。
课堂互动探究
生态工程的相关理论的比较
要点一
项目 精子发生 卵子发生
场所 睾丸的曲细精管 卵巢、输卵管
时间 性成熟后 性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的
项目 精子发生 卵子发生
过程特点 细胞质均等分配 细胞质不均等分配
结果 形成4个精子 形成1个卵细胞和3个极体
是否需
要变形 需要 不需要
项目 精子发生 卵子发生
相同点 ①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂。
②生殖细胞的发生为减数分裂。
③发生过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中的染色体数目减半。
【特别提醒】 ①精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在胎儿出生前完成的，而精子是从性成熟后开始的。
②动物精子的大小与动物的体型大小无关。
下列不是精子和卵子发生的区别的是( )
A．初级精母、卵母细胞的形成时间
B．减数第一次分裂和第二次分裂的连续性
C．成熟生殖细胞是否经过变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数量
例1
【思路点拨】 精子和卵子的发生具有不同的特点，在做题时应着重从场所、时间、过程特点、结果、是否变形这几个重要的方面来考虑。
【解析】 初级精母细胞是雄性动物性成熟后由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期完成的；精子产生时减数第一次分裂和第二次分裂是连续进行的，卵子产生时通过减数第一次分裂形成次级卵母细胞，在精子和卵子的结合过程中完成减数第
二次分裂；精子需精细胞变形为蝌蚪状，卵子不需要变形；成熟的精子和卵子经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞染色体数目的一半。
【尝试解答】 D
互动探究
上述二者的区别还有哪些？
提示：(1)二者发生的场所：精子发生在睾丸的曲细精管内，卵子发生在卵巢和输卵管。
(2)二者产生的结果不同：精子发生的结果为一个精原细胞形成4个精子(生殖细胞)，卵子发生的结果为一个卵原细胞形成1个卵子(生殖细胞)。
跟踪训练
1．哺乳动物的精子和卵子在发生上的重要区别是( )
A．分裂方式不同 B．发生时间不同
C．发生场所不同 D．发生过程不同
解析：选B。精子发生于动物性成熟以后。而卵细胞的初级卵泡发生于雌性动物的胚胎发育阶段，在出生后暂停发育，直至性成熟以后才继续发育,形成次级卵母细胞，如果不受精，它就会退化。如果完成受精作用，次级卵母细胞就会完成减数分裂，形成一个大的卵子和一个小的第二极体。
1．精子的成熟和获能
(1)精子在附睾中成熟。
(2)成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间才能获得受精能力,此过程叫获能。
受精作用的过程特点
要点二
2．卵子的准备
卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。
3．受精
(1)获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，精子的头部与卵细胞膜接触。
(2)两个细胞的细胞膜融合，精子细胞膜内的遗传物质进入卵子，完成受精的第一步。
【特别提醒】 ①对于受精的标志和受精完成的标志应该区分开，受精的标志是第二极体的形成，受精完成的标志是精、卵两核融合形成受精卵。
②卵子的细胞核和精子的细胞核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
③将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时，应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养，才能使其成熟。
下列关于受精过程的叙述，错误的是( )
A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
B．透明带反应是防止多精入卵受精的屏障
例2
C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵
D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂
【思路点拨】 本题考查受精作用过程。熟记受精作用过程中精子与卵细胞形态结构和功能的变化是解答本题的关键。
【解析】 哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。获能后的精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿过放射冠进入透明带，当精子接触卵黄膜的瞬间，会产生透明带反应，阻止多个精子进入透明带。精
子与卵黄膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，二者相互融合形成受精卵，受精过程完成。
【尝试解答】 A
跟踪训练
2．在受精过程中，体现受精实质的是( )
A．同类生物的精卵互相识别
B．精子的头部进入卵细胞
C．卵细胞膜增厚并形成受精卵膜
D．精子核与卵细胞核互相融合
解析：选D。控制生物性状的遗传物质主要存在于细胞核中，所以受精的实质是来自父母双方核的融合。这样,受精卵中的染色体数目又等于体细胞中染色体的数目。
胚胎发育
要点三
发育
阶段 场所 阶段特点
受精卵 输卵管 个体发育的起点，其全能性最高
卵裂期 输卵管 细胞进行有丝分裂，细胞数目不断增多，胚胎总体积不增加或略有缩小，每个细胞的体积不断缩小，核内遗传物质并未减小
发育阶段 场所 阶段特点
桑椹胚 输卵管或子宫 细胞数目达到32个左右，本阶段以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期
发育阶段 场所 阶段特点
囊胚 输卵管或子宫 细胞开始出现分化，内部出现了囊胚腔，内细胞团将来发育成完整胚胎，透明带内壁形成滋养层，囊胚期后期透明带破裂，胚胎孵化
发育阶段 场所 阶段特点
原肠胚 子宫(胎生生物) 个体发育中分化能力最强的阶段，分化形成三个胚层，滋养层发育成胎膜和胎盘，出现原肠腔
【特别提醒】 哺乳动物桑椹胚和囊胚的主要特点
桑椹胚的细胞数在32个左右，细胞排列致密，形似桑椹，由具有发育全能性的细胞构成。
囊胚则出现细胞分化，聚集于一端个体较大的细胞为内细胞团(ICM)，将来发育成胎儿的各种组织；沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。
如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：
例3
(1)写出各个阶段的名称：
A________，B________，C_______。
(2)写出图中各标号的名称：
[2]____________，[4]____________，[5]__________，[7]__________，[8]__________。
(3)A时期的细胞具有发育上的________性，B时期开始出现________，C时期开始出现_______。
(4)[2]将来发育成________。
(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是________、________。
【解析】 (1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。
(2)图B中[1]是滋养层,[2]是内细胞团，[3]是透明带，[4]是囊胚腔；图C中[5]是外胚层,[6]是滋养层,[7]是原肠腔,[8]是内胚层。
(3)桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。
(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。
(5)受精时的透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障。
【答案】 (1)桑椹胚 囊胚 原肠胚
(2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层
(3)全能 细胞分化 胚层分化
(4)胎儿的各种组织
(5)透明带反应 卵黄膜封闭作用
【易误警示】 (1)个体发育起点是受精卵，终点是性成熟的个体。
(2)发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但应注意细胞分化贯穿于整个个体发育过程中。
(3)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。
跟踪训练
3．下图表示蛙受精卵在囊胚发育过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和及有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)，其中正确的是( )
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
解析：选A。受精卵为子代第一个体细胞，细胞进行的分裂方式为有丝分裂，所以卵裂阶段时DNA要进行复制,随着卵裂球细胞数目的增加，DNA总量也会随之增加,因此①图是正确的。由于卵裂阶段细胞分裂的速度很快，细胞来不及长大又分裂了，所以细胞
的体积是减小的，所以细胞体积之和仍同受精卵相当。青蛙是卵生动物，胚胎发育全过程只能利用受精卵内储存的养料(卵黄)，所以随着卵裂的进行，有机物的总量不会随之增加，反而会随着细胞呼吸作用的进行而减少,因此④是错误的。
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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第2节 胚胎工程实验技术
2
第
节
胚
胎
工
程
实
验
技
术
课前预习学案
课堂互动探究
课标领航
知能优化训练
1.简述哺乳动物体外授精技术的主要步骤
2．简述哺乳动物胚胎体外培养的方法
3．举例说出胚胎移植和胚胎分割
4．简述胚胎干细胞及其应用前景
课标领航
【重点】 人工授精技术，胚胎移植和胚胎分割技术
【难点】 胚胎干细胞核移植技术及其应用
情景导引
你听说过试管婴儿吗？试
管婴儿是指通过体外授精
与胚胎移植的方式使妇女
受孕而生出的婴儿。人类第一例试管婴儿于1978年7月25日诞生在英国，婴儿名叫路易斯布朗(如图)。她的母亲
由于输卵管堵塞不能生育。妇产科医生与剑桥大学的生物学教授合作，成功地从婴儿母亲卵巢卵泡中取出卵细胞，并采取了婴儿父亲的精液,使卵细胞和精子成功地在试管中完成受精。把受精卵放在盛有特制营养液的试管中，保持和体温一样的温度，使受精
卵发育到胚胎时期，再移植到母亲的子宫内完成发育过程，直至诞生一个健康的婴儿。中国第一个试管婴儿于1985年4月在台湾诞生；我国大陆的第一个试管婴儿于1988年3月在北京医科大学附属第三医院诞生。据不完全统计，从1978到1988年十年间，全世界
已出生了七千多个试管婴儿，可以说试管婴儿技术已相当成熟了。目前试管婴儿技术已成为治疗某些不孕症的好办法。你知道胚胎工程还有哪些应用吗？让我们走进本节一起探究一下吧！
课前预习学案
一、人工授精和胚胎体外培养
1．胚胎工程
(1)概念：指各种___________技术。
(2)研究对象：主要限定于高等
___________。
胚胎操作
脊椎动物
(3)研究重点： __________、 ___________、 ___________、胚胎保存、 ___________、胚胎分割、基因操作、细胞核移植等。_______________是胚胎工程的核心技术。
超数排卵
体外授精
胚胎培养
胚胎移植
胚胎体外培养
2．人工授精
人工采集
液氮
促性腺
卵巢
人工培养
精子的获取
采精：___________方式,精液的保存：低温保存，长时保存需放在______中。
卵细胞的获取:
卵母细胞的采集可以用________激素处理排卵后，再用输卵管冲取卵子的方法，或者用活体动物______中吸取卵母细胞的方法，后者需在体外经___________成熟后，才能受精。
体外授精：
受精标志：______________ ____________
显微授精：用______________将精子注入卵周隙或卵胞质
过程：成熟附睾精子
获能＋ 观察
第二极体和雌雄原核形成
显微操作仪
3．胚胎体外培养
(1)概念：应用__________的环境，对获取的__________进行体外培养。
(2)条件：胚胎不同发育时期________ ________不同需配制含不同成分的培养液。
人工创造
早期胚胎
生理代
谢需求
思考感悟
1.人工授精有何优点？
提示：①可有效地发挥优良公畜的特性
②提高母畜的配种效率。
二、胚胎移植技术
1．概念：从经济价值较高、遗传性状优秀的母畜体内获取_______，移植到__________的代孕母的________，经过妊娠产仔的技术。
胚胎
同期发情
子宫内
超数排卵技术
体外授精技术培育
手术采集法
非手术采集法
3
4
遗传性能优良
自然发情
诱导发情
(3)胚胎的保存
①短期保存：放在__________的培养液中
②长期保存：放在液氮中。
0℃～5℃
手术法
非手术法
4．胚胎移植技术的应用
(1)充分发挥优良母畜的__________，迅速扩大优良种群。
(2)保存__________，建立优良种质资源基因库。
(3)代替__________的引进。
繁殖能力
品种资源
优良种畜
思考感悟
2.胚胎移植成功与否的重要条件是什么？
提示：①同种动物之间进行胚胎移植易于成功
②供体、受体的生理状态要相同
三、胚胎分割技术
1．概念：又称为_______________技术，是把一个胚胎的细胞分成_____________,再一同或分别移植到不同代孕母中妊娠并产生多胎的技术,可成倍增加___________，快速繁殖种畜。
人工同卵多胎
两组或多组
胚胎数量
2．程序
___________的准备：体视显微镜、倒置显微镜、显微操作仪
胚胎的预处理：用____________处理,去除透明带
切割器具
链霉蛋白酶
3．应用
(1)畜牧业生产上：扩大__________的数量
(2)生物研究上：用来培育__________ _____的动物群，为生物学、医学、药学和畜牧学的研究提供实验动物
(3)用于_______________鉴定。
优良家畜
遗传特性
相同
胚胎的性别
四、胚胎干细胞核移植技术
1．胚胎干细胞：是一种____________的细胞，它具有发育的________和
____________，能分化出成体动物的所有组织和器官。
高度未分化
全能性
二倍体核型
饲养层细胞培养体系
酶消化
冷冻
3.胚胎干细胞的应用
(1)是培育克隆动物很好的________
(2)培育___________动物，为人提供异种器官移植的器官来源
(3)培育移植用的细胞,______和______
(4)治疗性克隆
核供体
基因敲除
组织
器官
课堂互动探究
人工授精技术
要点一
1．基本原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。
2．操作对象：哺乳动物的精子和卵子。
3．操作目的：获得受精卵。
4．操作环境：生物体外试管中。
5．操作步骤：
(1)卵母细胞的采集和培养
第一种方法：对于实验动物如小鼠、兔、猪、羊等，进行卵母细胞采集时,可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。
第二种方法：从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。
第三种方法：直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采卵。需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具。
(2)精子采集的具体方法：主要分为假阴道法、手握法和电刺激法。
(3)精子获能的处理方法：在体外受精前，必须先对精子进行获能处理。诱导方法有：
①培养法：对于啮齿类动物、家兔和猪等动物，将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，精子就可获能。
②化学诱导法：对于牛、羊等家畜，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。
(4)受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
【特别提醒】 进行体外授精时，将卵母细胞取出后，因为卵母细胞还没有成熟，尚未完成第一次减数分裂，应在人工模拟输卵管环境条件下培养,才能使其成熟，达到受精前的成熟阶段。
请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：
(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的________能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
例1
(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于________卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂________期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体,则表明________过程已完成。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且_____与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用_____激素对供体进行处理，其目的是获得更多的_______，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜________________。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹期或囊胚期阶段的早期胚胎进行________处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于________条件下。
【思路点拨】 本题考查受精作用和胚胎培养。①受精过程包括精子发生顶体反应，穿过透明带，精核与卵细胞核融合，受精的标志是在卵黄膜和透明带之间看到两个极体。②胚胎培养时，用促性腺激素处理，可获得多个胚胎。
【解析】 (1)顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)动物排卵时处于减数第一次分裂的细胞称为初级卵母细胞,减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力,受精标志是在卵黄膜和透明带之间看到两个极体。
(3)胚胎移植时受体的生理状态要和供体一致，才能保证胚胎成活。为了获得更多的早期胚胎，常用促性腺激素对供体进行处理，其目的是获得更多的卵母细胞。细胞膜具有选择透过性,活胚胎细胞不能被染色，原因是细胞膜对染料的吸收具有选择透过性。死
细胞会被染色，因为细胞膜失去选择透过性。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体常用的方法是胚胎分割,要注意胚胎一定要分割均匀。生物学中常采用液氮冷冻的方法保存早期胚胎和生殖细胞。
【答案】 (1)顶体酶 (2)初级 中 受精
(3)生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性
(4)胚胎分割 冷冻(或液氮)
【探规寻律】 熟记胚胎培养的时期和条件
(1)早期胚胎是指可用于移植的胚胎，在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
(2)受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床。
(3)胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同，除无机盐、营养成分和调节物质外，还需要血清、抗生素等，两者都是液体培养基，但植物组织培养为固体培养基，其中加入琼脂，所需植物激素主要是生长素和细胞分裂素两大类。
C．人工授精和体外授精的本质不同
D．人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外授精的这一过程在母畜体外
解析：选C。人工授精是用人工的方法，将公畜的精液注入到母体生殖道内，使精卵细胞结合；体外授精是将人工获取的精子和卵细胞在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。
胚胎分割移植和胚胎移植的区别
要点二
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
概念 借助显微操作技术或徒手操作方法将早期胚胎切割成二、四或多等份，再移植给受体母畜，从而获得同卵双胎或多胎的生物学技术 指将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外授精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
是否切割 切割 不切割
生殖方式 无性生殖 有性生殖或无性生殖(取决于胚胎是由授精卵形成的还是核移植技术形成重组细胞发育而成的)
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外授精及其他方式得到的胚胎 雌性动物的早期胚胎或体外授精及其他方式得到的胚胎
过程 良种母牛→超数排卵→体外授精→早期胚胎→胚胎分割→胚胎移植→小牛 ①供体、受体的选择和处理；②配种或进行人工授精；③胚胎的收集、检查、培养或保存；④胚胎移植；⑤移植后的检查
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
后代遗传特点 后代具有相同的遗传物质 后代不一定具有相同的遗传物质
处理(或移植)的时期 一般是桑椹胚或囊胚 原肠胚之前
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
操作中注意的事项 ①对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。②胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低 ①该过程中两次使用促性腺激素。②该过程中两次检查。③所用公牛和供体牛是优良品种
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
评价 ①刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；②采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的 该技术日臻完善，很有可能成为一项常规的繁殖技术
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
意义 主要作用是进行优良品种的快速繁殖。此外，为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料 主要作用是进行优良品种的快速繁殖。此外，充分发挥雌性个体的繁殖潜力。缩短供体本身的繁殖周期，保持供体优良特性，大规模繁殖，节约成本，用于保护珍稀动物等
比较项目 胚胎分割移植 胚胎移植
举例 切割同卵形成的双犊 试管动物和克隆动物
共性 胚胎分割移植和胚胎移植最终都涉及胚胎的移植。胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”
【特别提醒】 (1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“同物种”。
(2)不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在4个细胞阶段移植；几乎所有动物不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。
(2011·广东深圳)牛胚胎移植的基本程序如图，请据图回答：
例2
(1)图中a、b、c过程分别是指________、________、________。
(2)供体母牛的主要职能是________；受体母牛必须具备_____________。
(3)为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是________；处理的时期是________；理由是_____________。
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有
___________________________。
(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？
_____________________________。
【思路点拨】 本题考查胚胎移植的相关知识。熟记胚胎移植操作步骤是解答本题的关键。
【解析】 (1)a过程是良种母畜在激素刺激下的超数排卵。b是用人工方法将母畜体内已经开始发育的受精卵取出的冲卵过程。c是将符合移植要求的
早期胚胎移植到受体母畜子宫内的过程。(2)供体母牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎，受体母牛则是提供胚胎发育场所,所以受体母牛应具有健康的体质和健康的繁殖能力。(3)因在桑椹胚和囊胚期细胞还未开始分化，所以应在此时期进行分割。
(4)因受精卵早期的分裂速度很快，细胞来不及生长，下一次分裂就开始，所以形成的胚胎干细胞(ES或EK细胞)的特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显。
【答案】 (1)超数排卵 冲卵 胚胎移植 (2)提供具有优良遗传特性的胚胎 健康的体质和健康的繁殖能力
(3)胚胎分割移植 桑椹胚或囊胚期 此时还未出现细胞分化 (4)体积小、细胞核大、核仁明显 (5)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种
跟踪训练
2．关于胚胎分割移植，以下说法正确的是( )
A．胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体
B．胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多
C．胚胎分割移植属于有性生殖
D．胚胎分割若在囊胚期，不仅内细胞团要均等分割，滋养层也要均等分割，否则不易成功
解析：选A。胚胎分割的基本过程是,将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开，或者采用酶处理等方法将卵裂球中的细胞分散开，分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或
在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内，着床发育产仔。由于分割的胚胎是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，所以核中的遗传物质相同。
干细胞培养与应用分析
要点三
1．概念：(ES细胞),是由早期胚胎(囊胚)的内细胞团分离出来的一类细胞。
2．特点
(1)形态：体积小、细胞核大、核仁明显。
(2)功能：具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
(3)体外培养ES细胞可以增殖而不分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。
3．种类
类别 来源或举例 特点
全能干细胞 桑椹胚或囊胚及以前 能发育成完整个体
多能干细胞
(胚胎干细胞) 内细胞团细胞、原始性腺细胞分离 能分化出动物体内的任何组织
专能干细胞
(成体干细胞) 骨髓干细胞、皮肤生发层细胞 能分化出特定的组织
4.培养关键：需要一种能促进胚胎干细胞的生长，但抑制其分化的培养体系，这种体系就是胚胎成纤维细胞。
5．培养过程
6．胚胎干细胞的主要用途
(1)将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物，操作流程如下：
(2)基因敲除，获得移植器官。
(3)培育出人造组织器官，用于器官移植。
(4)改良创造动物新品种。
【特别提醒】 几种细胞的比较
衰老细胞 癌细胞 胚胎干细胞
细胞膜 透性改变 糖蛋白减少，黏着性降低，易扩散 无改变
细胞体积 水分减小,细胞萎缩,体积减小 细胞小 细胞小
衰老细胞 癌细胞 胚胎干细胞
细胞核 核体积增大,染色质收缩 正常 核大、核仁明显
形态结构 改变 改变 正常
功能 因酶活性降低，代谢缓慢；因色素积累，影响信息交流 无限增殖，代谢旺盛 增殖但不分化
现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病,就可以通过血液中的干细胞来为其治病,关于这个实例说法正确的是( )
例3
A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性
B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病
C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术
D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物
【思路点拨】 本题考查干细胞的应用。脐带血中的干细胞是全能干细胞可以分化成人体的各种细胞，组织和器官。
【解析】 用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性。用脐带血中的干细胞只能培育出人体的许多器官，用来移植，但不是所有疾病都能治疗，如流行性疾病。如果要移植用他的干细
胞培育出的器官，需要用细胞培养技术；如果要移植用他的干细胞培育出的器官，由于是自身的细胞培育成的,没有免疫排斥反应，所以不用长期给他使用免疫抑制药物。
【尝试解答】 C
跟踪训练
3．通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是( )
A．类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
B．分化的体细胞丢失了某些基因
C．二者功能有差异，但形态没有差异
D．二者基因组成相同，且表达的基因相同
解析：选A。本题材料新颖，主要考查细胞的分裂、分化及干细胞等相关知识。干细胞具有分裂和分化成多种组织细胞的能力。有丝分裂产生的子细胞基因型相同。在细胞分化过程中,因基因的选择性表达而在不同的细胞中产生不同的mRNA和蛋白质，从而
使细胞在形态、结构和功能上发生永久性、不可恢复的变化——分化。细胞分化的过程中，没有基因的丢失而有基因的选择性表达，故B和D选项错误。细胞分化是细胞形态功能上的变化，故C选项错误。
知能优化训练
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部位过程调节部位过程调节受精]桑椹厔[阏原肠胚
精子的发生
卵子的发生
胚胎的发育
哺乳动物生殖细胞的形成
胚胚胎工程的概念
胎
动物的胚胎发育和胚胎工程
程/体外授精技术
实验技
胚胎移植技术
胚胎干细胞核移植技术
术胚胎分割技术
胚胎干细胞核
胚胎干细
移植的程序
胞的应用
饲养层细胞培胚胎干细胚胎干细胞
养体系的建立胞的获得的核移植
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