【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（苏教版）选修3教师用书：第3章 胚胎工程
文档属性
| 名称 | 【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（苏教版）选修3教师用书：第3章 胚胎工程 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 791.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-29 12:57:21 | ||
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文档简介
第一节动物的胚胎发育和胚胎工程
(教师用书独具)
●课标要求
1．熟练描述胚胎发育过程的几个重要阶段及特点。
2．识记有关体外受精和胚胎体外培养的知识。
3．掌握胚胎移植和胚胎分割的概念及基本过程。
●课标解读
1．简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。
2．简述胚胎工程的原理和技术。
3．举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。
●教学地位
胚胎工程研究的重点内容包括体外受精、胚胎 ( http: / / www.21cnjy.com )体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎冷冻保存等技术，对这些技术的考查常在高考试题中出现，以某哺乳动物的胚胎研究的流程图或示意图为载体，考查相关技术手段等。
●教法指导
本课时是概念性很强的理论课，比较枯燥乏味。 ( http: / / www.21cnjy.com )可采用问题串的教学方法即层层设疑，步步为营。一个疑团接着另一个疑团，学生在积极思考开动脑筋的过程中主动学习。通过诱导，构建知识框架，并与以前的知识点有机结合，学生觉得新知识并不陌生，只是旧知识的一个延伸。如学生对“借腹怀胎”现象的讨论，既联系了实际，又可以让学生运用所学知识，展现才华。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．课件展示世界和我国首例试管婴儿图片，提 ( http: / / www.21cnjy.com )出问题。1.资料上用到了什么生物技术？2.试管婴儿和母亲正常怀孕，生产的过程有何异同？(学生思考，留下悬念)引出试管动物技术，并通过图文和实例介绍试管动物技术，强调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，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
2．自然情况下，牛的生育率 ( http: / / www.21cnjy.com )很低，一般一头母牛每年只能产一头小牛，但通过现代科技手段，可以使一头良种的母牛一年内产下数十头良种小牛，现代技术手段是如何进行操作的呢？这就是胚胎工程技术。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P63～71相关 ( http: / / www.21cnjy.com )内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2、3。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】中的两种方式之一创设情景，导出本课时课题。 步骤2：抢答【课前自主导学】的【正误判断】并进行校正。 步骤3：引导学生通过比较学习精子的形成过程与卵细胞的形过程，通过【课堂互动探究】探究1归纳，通过例1强化。
步骤7：构建本课时知识网络，默读【 ( http: / / www.21cnjy.com )结论语句】，阅读P71“拓展视野”。 步骤6：采取板演形式由两位同学完成【随堂双基练习】的1～5题并由其他学生进行点评。 步骤5：课件展示后，让学生回答体外受精、胚胎移植、胚胎分割的过程，通过【课堂互动探究】探究3归纳，学生分析回答例3。 步骤4：教师演示然后学生回答受精作用和胚胎发育的过程，通过【课堂互动探究】探究2归纳，学生分析回答例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。2.简述胚胎工程的原理和技术。3.举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。 1.哺乳动物胚胎发育的基本过程。(重点)2.体外受精和早期胚胎的培养。(难点)3.胚胎移植和胚胎分割。(重点)
哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用
1．精子的发生
(1)场所：雄性生殖器官睾丸的曲细精管。为精子的发生提供营养的是支持细胞。
(2)时间：从动物性成熟后开始。
(3)过程：体细胞(有丝)分裂精原细胞―→初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子。
2．卵子的发生和成熟
(1)场所：雌性生殖器官卵巢和输卵管。
(2)时间：性别分化以后。
(3)过程：
体细胞(有丝)分裂卵原细胞―→
次级卵母细胞
↓
形成卵泡
1．卵细胞发生过程中的不均等分裂有何生物学意义？
【提示】 保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要。
3．受精作用
(1)场所：输卵管。
(2)精子的准备：成熟与获能。
①成熟：在附睾中完成。
②获能：成熟的精子必须在雌性动物的 ( http: / / www.21cnjy.com )生殖道(子宫和输卵管)中经历一段时间才能获得受精能力的过程。卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。
(3)过程
①精、卵细胞膜融合：获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，两细胞的细胞膜融合，精子的遗传物质进入卵细胞。
②两个重要反应：卵细胞膜发生变化不再接受其他精子进入，阻止多个精子受精；激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。
(4)核融合：卵子的细胞核与精子的细胞核融合便形成了一个单细胞受精卵。
2．胎儿的性别决定于什么？
【提示】 胎儿的性别决定于与卵子结合的精子的种类。
哺乳动物胚胎发育的基本过程
1.概念：指受精卵发育成幼体的过程，包括桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。
2．人的胚胎发育
受精卵 桑葚胚 囊胚 胚胎
胚胎工程的主要技术与应用
1.概念
(1)技术手段：体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术等。
(2)操作的主要对象：生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞。
(3)理论基础：胚胎发育学。
2．体外受精技术
(1)概念：哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
(2)基本内容：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，促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。
(3)应用
①研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制等。
②充分利用优良品质资源，缩短家畜繁殖周期，加快品种改良速度等。
③是哺乳动物胚胎移植技术、克隆技术、转基因技术和性别控制技术等不可缺少的组成部分。
3．胚胎移植技术
(1)胚胎移植的概念
①操作对象：取自配种后优良雌性动物的受精卵、早期胚胎或通过人工授精及其他方式得到的胚胎。
②受体：同种的、生理状态相同的雌性个体。
(2)意义：提高优良品种家畜的繁殖能力和加速品种的改良。
(3)实例：牛胚胎移植过程
发情同期发情普通母牛
3．为了让良种母牛多排卵应注射哪种激素？
【提示】 促性腺激素，因为促性腺激素能促进排卵。
4．胚胎分割技术
(1)含义：用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。
(2)应用：可为转基因技术、性别控制技术以及家畜育种提供材料。
5．胚胎冷冻保存技术
(1)含义：将动物的早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。
(2)优点：不受时间和地域的限制，简化引种过程。
6．动物性别控制技术
(1)含义：通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代。
(2)应用
①防止与性别有关的遗传病的发生。
②控制动物的性别以提高动物生产的经济价值。
1．从卵巢中取出的卵子不需做任何处理即可与精子结合。(×)
【提示】 卵子需在体外人工模拟输卵管环境进行培养使其成熟。精子在体外需做获能处理，以获得受精能力。
2．进行胚胎移植时，代孕母牛要用药物进行同期发情处理。(√)
3．胚胎分割时最好选用发育良好，形态正常的桑葚胚或囊胚。(√)
4．胚胎分割时，份数越多，得到的后代就越多。(×)
【提示】 胚胎分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，恢复和发育的难度会越大，移植成功率会降低，得到的后代数就减少。
精子和卵子发生的比较
【问题导思】
①精子和卵子是怎样产生的？其过程有哪些特点？
②比较精子和卵子产生过程的异同。
项目 精子发生 卵子发生
区别 场所 睾丸的曲细精管(场所唯一) 卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)(场所不唯一)
时间 初情期开始 性别分化后开始，卵泡(含初级卵母细胞)的形成 ( http: / / www.21cnjy.com )和在卵巢内的储备，是在出生前(胎儿时期)完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程(即受精过程)中完成的
过程特点 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的，需变形②细胞质均等分配 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，不需变形②细胞质不均等分配(第一极体除外)
结果 形成4个精子 形成1个卵细胞和3个极体
相同点 ①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂③成熟过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半
(2013·南京高二检测)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
【审题导析】 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。
【精讲精析】 初级精母细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )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，其染色体相当于亲本体细胞数目的一半。
【答案】 D
受精作用和胚胎发育的基本过程
【问题导思】
①受精过程有何特点？
②胚胎发育的过程如何？各时期有何特点？
1．受精作用的过程
(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。
(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)受精过程
①第一阶段：细胞膜融合。
过程：精子获能→精子穿过透明带→精卵细胞膜结合。
②第二阶段：卵细胞完成减数分裂是受精的标志。
透明带发生变化不再接受其他精子进入。
次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。
③第三阶段：精卵核融合。
2．哺乳动物胚胎发育的基本过程
(1)概念：指受精卵发育成幼体的过程，包括桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。
(2)早期胚胎发育的几个阶段
受精卵：个体发育的起点
细胞数目达到32个，这一阶段的细胞属于全
能细胞，此期的胚胎称为桑葚胚
囊胚：细胞出现分化，具有囊胚腔
原肠胚：囊胚内表层细胞形成外胚层，下方的细胞形
成内胚层。出现原肠腔，产生中胚层
胎儿：各器官、系统基本形成
哺乳动物桑葚胚和囊胚的主要特点
桑葚胚的细胞数在32个左 ( http: / / www.21cnjy.com )右，细胞排列致密，形似桑葚，由具有发育全能性的细胞构成。囊胚则出现细胞的分化，聚集于一端，个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。
下图表示高等动物的个体发育过程，判断下列说法中正确的是( )
A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育
B．受精卵卵裂过程中，每个细胞的体积不断增大
C．两栖类、爬行类等在胚胎发育过程中会出现羊膜
D．①过程的细胞分裂方式是有丝分裂
【审题导析】 首先了解个体发育的大体过程：受精卵幼体性成熟个体，然后结合胚胎发育的各阶段及特点作答。
【精讲精析】 胚胎发育是指受精卵发育成 ( http: / / www.21cnjy.com )为幼体，胚后发育是指幼体从卵膜孵化出来或者从母体生出来以后发育成为性成熟的个体，A选项错误；受精卵卵裂过程中，分裂后的细胞体积越来越小，B选项错误；两栖类在个体发育过程中不出现羊膜，C选项错误。
【答案】 D
胚胎工程的主要技术与应用
【问题导思】
①胚胎工程的主要技术有哪些？有哪些应用？
②胚胎工程的主要技术怎样操作？
1．体外受精技术
(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，进一步获得胚胎。
(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、兔和家 ( http: / / www.21cnjy.com )畜如猪、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。
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。
2．胚胎移植
(1)概念理解。
①操作对象：受精卵或早期胚胎。
②供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。
a．职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。
b．要求：具有优良遗传特性。
③受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。
a．职能：完成繁重而漫长的妊娠和育仔任务。
b．要求：与供体处于相同的生理状态的同一物种的健康雌性动物。
④实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
⑤地位：是胚胎工程的最后一道工序。
(2)胚胎移植的基本程序(以牛为例)：
①对供、受体的选择和处理(供体牛选 ( http: / / www.21cnjy.com )择遗传性能和生产性能优良的个体，而受体牛则重在选择具有健康的体质和正常的繁殖能力；供体牛一般为引进的优良个体，受体牛为本地牛；用促性腺激素进行同期发情处理)
↓
②用激素对供体母牛做超数排卵处理(对供体注射促性腺激素，促进排卵)
↓
③选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精(多个卵子与多个精子结合形成多个受精卵，受精的部位在输卵管)；受精卵→卵裂→早期胚胎
↓
④胚胎收集(特制的冲卵装置从母体子宫中冲出胚胎)
↓
⑤胚胎质量检查(此时的胚胎处于桑葚胚期或囊胚期)
↓
⑥胚胎移植或保存(保存条件：－196 ℃的液氮)
↓
⑦胚胎移植操作方法(手术法和非手术法)
↓
⑧对受体母牛进行是否妊娠的检查
↓
⑨体内孕育，产下胚胎移植的牛犊
(3)意义：
进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良 ( http: / / www.21cnjy.com )个体的繁殖潜力。在这项技术中，供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。同时，在对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，使供体生产下的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
1．胚胎移植的辅助技术包括超数排卵、同期发情、胚胎采集等。
2．超数排卵是指应用外源性促性腺激素诱发卵巢多个卵泡发育，并排出多个具有受精能力的卵子的方法。
3．同期发情是用激素处理供、受体动物使供、受体生殖器官的生理变化处于同步状态，为胚胎移入受体提供相同的生理环境。
3．胚胎分割
(1)概念：用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。
(2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(3)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(4)工具：分割针或分割刀、显微操作仪和实体显微镜。
(5)囊胚期分割要求：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。
(6)胚胎分割的基本过程：将发育良好 ( http: / / www.21cnjy.com )的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用分割针或分割刀把胚胎分割开，或者采用酶处理等方式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。
(7)意义：加快繁殖速度。
(8)存在问题：采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，到目前为止，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例很小。
胚胎分割的实质，是把一个胚胎分割成若干 ( http: / / www.21cnjy.com )个相同的胚胎，所以这些胚胎来源相同，遗传物质相同，其性状也相同。它等同于同卵双生或同卵多生，再结合“超数排卵”的操作，就可以产生出许多类型相同、符合需要的优良仔畜。
将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受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。以下说法不正确的是( )
A．这里说的同“种”是指同一“物种”
B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，说明移植成功
C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功
D．哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理变化都是一样的
【审题导析】 通过对胚胎移植定义的描述，重点考查了胚胎移植的生理学基础。解答本题的关键是充分理解生理学基础及其提供的便利条件或意义。
【精讲精析】 雌性哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物生殖器官的生理变化是一样的。此外必须强调是在一段时间内。
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．胚胎工程的研究对象主要针对高等脊椎动物。
2．受精过程的完成，标志着胚胎发育的开始。
3．桑葚胚前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能，属于全能性细胞，原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段。
4．进行胚胎移植的供体和受体必须是处于相同生理状态的同种动物。
5．胚胎分割是采用显微手术的方法将早期胚胎分割成两份或多份，获得同卵双胎或多胎的技术。
1．关于受精作用，下列说法错误的是( )
A．受精作用发生在输卵管中
B．受精前精子和卵子已经完成减数第二次分裂
C．精子与卵子的相互识别依靠细胞膜上的糖蛋白
D．精子进入卵子后，发生卵黄膜封闭作用阻止其他精子的进入
【解析】 精子和卵子结合过程中次级卵母细胞才完成减数第二次分裂。
【答案】 B
2．(2013·徐州高二检测)下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是( )
A．受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→胚层分化→胚体形成
B．卵→卵裂→原肠胚→胚层分化→胚体形成
C．受精卵→囊胚→原肠胚→幼体
D．受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→胚层分化→胚体形成
【解析】 卵裂发生在透明带内， ( http: / / www.21cnjy.com )至孵化完成结束，而孵化发生在囊胚期，故囊胚的一段时期属于卵裂期，A项错误。而受精卵经卵裂形成32个左右细胞的时候，形似桑葚，称为桑葚胚，所以其发育顺序为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→胚层分化→胚体形成。
【答案】 D
3．(2013·江苏高考)软骨发育不全 ( http: / / www.21cnjy.com )为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是( )
A．首先经超排卵处理后进行体外受精
B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型
C．根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎
D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
【解析】 由题意知，夫妻基因型均为Hh，健 ( http: / / www.21cnjy.com )康人的基因型为hh，通过胚胎工程技术生育孩子时，应先体外受精，且对胚胎的基因型进行检测，若为hh基因型，应在胚胎发育至8～16个细胞时期进行移植。
【答案】 D
4．下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是( )
A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
C．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例
【解析】 哺乳动物在发情排卵 ( http: / / www.21cnjy.com )后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供体与受体的生殖器官的生理状态是相同的，这就为供体的胚胎移入受体体内提供了相同的生理环境，所以要对供体和受体进行同期发情处理，A项正确；收集胚胎时应收集处于桑葚胚或囊胚期的胚胎，所以B项错误；利用胚胎分割技术获得的两个胚胎实质上来自于同一个受精卵的有丝分裂，因此可以获得两个基因型完全相同的胚胎，C项正确；D项一次给受体母羊植入多个胚胎，即可形成多个个体，也就是增加了双胞胎和多胞胎的比例。
【答案】 B
5．试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。请根据试管牛的生产流程图回答相关问题：
(1)①②过程分别表示____________和____________。
(2)对供体母牛和供体公牛的要求是________，通常母牛每次只排出一枚卵母细胞，可用________激素对其进行超数排卵处理。
(3)从母牛体内获得的卵母细胞需要培养到__________时期，从供体公牛采集的精子需经________处理。
(4)生产上常用________期的胚胎进行②进程，应用试管动物的优势在于__________________。
【答案】 (1)体外受精 胚胎移植 (2)遗传性能优秀
促性腺 (3)减数第二次分裂中期 获能 (5)桑葚胚(或囊胚) 充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
一、选择题
1．卵子的成熟部位和受精部位分别是( )
A．卵巢、卵巢 B．卵巢、输卵管
C．输卵管、输卵管 D．输卵管、子宫
【解析】 本题考查卵子的发生过程和受精作用的部位。
【答案】 C
2．在受精作用过程中，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】 控制生物性状的遗传物质主要存 ( http: / / www.21cnjy.com )在于细胞核中，所以受精的实质是来自父母双方的核融合。这样，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。
【答案】 D
3．(2011·广东高考)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( )
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆
⑤胚胎移植
A．①③ B．①④ C．②⑤ D．③⑤
【解析】 试管动物技术是指通过人工操作 ( http: / / www.21cnjy.com )使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，该技术包括的环节有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，故D正确。
【答案】 D
4．(2013·平顶山高二检测)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两个新个体
B．胚胎分割次数越多，产生新个体越多
C．胚胎分割移植是有性生殖
D．胚胎分割产生的个体表现型完全一致
【解析】 胚胎分割的基本过程是将发育良好 ( http: / / www.21cnjy.com )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，其性状表现与环境因素也有关，所以表现型不一定完全相同。
【答案】 A
5．(2012·德州高二检测)奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是( )
A．通过分离出X精子与卵子结合受精
B．通过分离出X精子和Y精子并与卵子结合受精
C．通过分离出Y精子并与卵子结合受精
D．通过分离含X、Y染色体的精子与卵子结合受精
【解析】 奶牛属于XY型性别决定的生物，由于 ( http: / / www.21cnjy.com )精子有X和Y两种类型，而卵子只有X一种类型，所以决定牛犊性别的关键是哪种类型的精子与卵子结合。要想获得雌性牛犊，通过分离出X精子与卵子结合即可。
【答案】 A
6．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在体外进行
【解析】 胚胎移植操作的对象是早期胚 ( http: / / www.21cnjy.com )胎而不是受精卵；其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化，为移植提供相同的生理环境；超数排卵要对供体用促性腺激素进行处理；试管婴儿实质是“体外受精”和“胚胎移植”的共同产物。
【答案】 A
7．(2011·浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是( )
) 乙,受精卵 丙,
早期胚胎 丁,代孕母羊 繁育,试管山羊
A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
【解析】 分析图示可知，甲过程为卵母细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母山羊，使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液中进行。丁过程是胚胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物子宫内使之继续发育。
【答案】 A
8．下列关于动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．供体母畜体内的桑葚胚或囊胚均能进行移植
B．代孕母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．试管动物的受精过程及早期胚胎发育过程都是在试管中进行的
D．将采集到的精子和卵母细胞直接进行体外受精
【解析】 精子需要经过获能过程，卵母细胞也需要进行类似于精子的获能过程后，才能进行受精，所以D错误。
【答案】 D
9．下列有关哺乳动物受精作用和胚胎发育的说法，不正确的是( )
A．卵细胞内有机物分解的速率小于受精卵
B．受精过程要依赖细胞膜上受体的识别作用
C．胚胎的总体积随着受精卵的分裂而不断增大
D．受精卵的分裂意味着新生命的发育过程开始
【解析】 受精卵代谢活跃，因此卵细胞内有 ( http: / / www.21cnjy.com )机物分解的速率小于受精卵。卵裂过程中细胞没有生长，因此随着受精卵的分裂，胚胎的总体积没有增大。受精卵是新生命的起点。
【答案】 C
10．下列关于培育良种“试管动物”的叙述，正确的是( )
A．从附睾中取出的是已获能的成熟精子
B．采集卵细胞前须对良种母畜进行配种
C．供体包括提供配子且遗传性状优良的雌性和雄性个体
D．将早期胚胎移植到代孕母畜中，经发育可获得表现型与受体相同的后代
【解析】 从附睾中取出的精子是成熟 ( http: / / www.21cnjy.com )的精子，但精子的获能是在雌性动物的生殖道内(子宫和输卵管中)经卵泡液、输卵管分泌物、血清等的作用完成的。卵细胞采集后培养至减Ⅱ中期与获能的精子完成受精作用，因此采集卵细胞前并不对良种母畜进行配种。试管动物的表现型与代孕受体不同。
【答案】 C
二、非选择题
11．(2013·盐城高二检测)现代 ( http: / / www.21cnjy.com )生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，如图为通过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。
(1)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。进行胚胎分割时，应选择发育到________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意________________________________。
(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于________，该生殖方式属于________。
【解析】 (1)从图中看A细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞是次级卵母细胞，将获能的精子和处于减数第二次分裂的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割。
(2)为快速繁育优良品种， ( http: / / www.21cnjy.com )可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似，因此培育的后代性别相同。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛其性别与供核的亲本相同；该技术属于克隆的范畴，为无性繁殖。
【答案】 (1)(次级)卵母细胞 获能 桑葚胚或囊胚 胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步的发育
(2)相同
(3)供核的亲本 无性繁殖
12．如图为胚胎移植过程示意图，请回答以下问题。
(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是__________、__________和__________。
(2)过程①、②、③分别是________、________和________。
(3)欲得到更多的后代牛丁，可将收集得到的胚胎进行________。
(4)实施胚胎移植的意义是________________________________________________________________________。
【解析】 本题主要考查胚胎移植的流程与识图能力。胚胎移植主要包括以下步骤：
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→对胚胎进行移植以及移植后的检查等。
【答案】 (1)优质母牛 普通母牛 优质公牛
(2)同期发情处理 胚胎移植 超数排卵
(3)胚胎分割
(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
13．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体 ( http: / / www.21cnjy.com )外培养，其目的是__________________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________。
(4)自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示，回答下列问题：
①使一头良种雄性黄牛在一年内繁殖数百头后代，最简便的方法是__________。
②现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法， ( http: / / www.21cnjy.com )可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行________处理，还要用激素使供体母牛________。胚胎收集的过程也叫做________。用于移植的胚胎应发育到________或________阶段。
③采用试管动物技术还可以使普 ( http: / / www.21cnjy.com )通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和________。体外受精主要包括__________________、__________________和________等几个主要步骤。
【解析】 本题考查胚胎发育、胚胎 ( http: / / www.21cnjy.com )工程的应用。(1)人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外培养受精卵所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持pH稳定。(3)把早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)①人工授精可以提高精子的利用率，提高雄性个体的生殖潜能。从一头良种雄性黄牛中通过假阴道法、手握法、电刺激法等方法收集精子，然后对多头母牛进行人工授精，可使这头公牛在一年内繁殖数千头自己的后代。②胚胎移植过程需先进行良种母牛、代孕母牛同期发情处理，再使供体母牛超数排卵；再进行人工授精(或配种)；收集胚胎；受体母牛妊娠检查等步骤。
【答案】 (1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力) 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)①人工授精
②同期发情 超数排卵 冲卵 桑葚胚 囊胚
③早期胚胎的培养 卵母细胞的采集 精子的采集和获能(精子的获取) 受精
第二节胚胎干细胞的研究及其应用
(教师用书独具)
●课标要求
举例说出胚胎干细胞的移植。
●课标解读
1．简述胚胎干细胞的特点及其研究进展。
2．举例说明胚胎干细胞的应用及应用前景。
●教学地位
胚胎干细胞的研究是当前生物学领域的热点问题 ( http: / / www.21cnjy.com )，教材介绍了胚胎干细胞及其研究进展、胚胎干细胞的应用和胚胎干细胞研究面临的难题与挑战等胚胎干细胞研究中的一些问题。由于胚胎干细胞是生物学领域的热点问题，因此在高考中常常考到，选择题和非选择题的形式都出现过。
●教法指导
1．学生对胚胎干细胞缺乏感性认识，可结合教材P74页插图进行教学。对专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞的区分要结合具体实例。
2．对胚胎干细胞的应用可结合当前生物和医学领域的研究实例来教学。对胚胎干细胞研究面临的难题与挑战，可让学生讨论干细胞研究对法律、伦理、国家和社会带来的影响。
(教师用书独具)
●新课导入建议
当前的生物和医学领域正在研究 “干细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )治疗”，所谓“干细胞治疗”是把健康的干细胞移植到病人体内，以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。干细胞疗法就像给机体注入新的活力，是从根本上治疗许多疾病的有效方法。什么是干细胞？干细胞为什么如此神奇？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P73～79 ( http: / / www.21cnjy.com )相关内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2、3。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】创设情景，导出本课课题。 步骤2：抢答【课前自主导学】的【正误判断】并进行校正。 步骤3：结合教材P74插图或多媒体课件介绍胚胎干细胞及作用，通过【课堂互动探究】的探究归纳，学生分析回答例题。
步骤6：构建本课时知识网络，默读 ( http: / / www.21cnjy.com )【结论语句】，阅读P80“拓展视野”。 步骤5：采取板演形式由两位同学完成【随堂双基练习】的1～5T并由其他学生进行点评。 步骤4：通过多媒体课件展示胚胎干细胞的应用及面临的难题与挑战，让学生举出胚胎干细胞应用的实例。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述干细胞的特点及其研究进展。2.举例说明胚胎干细胞的应用及其应用前景。 1.干细胞的特点、作用和种类。(重点)2.胚胎干细胞的应用。(重难点)
胚胎干细胞及其研究进展
1.干细胞
(1)含义：动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。
(2)作用：是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。
(3)分类：专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。
①专能干细胞：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如上皮组织基底层的干细胞。
②多能干细胞：具有分化成多种细胞或组织 ( http: / / www.21cnjy.com )的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞。它主要存在于骨髓、脐血、外周血中。存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞又统称为成体干细胞。
③全能干细胞：可以分化为全身200多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。
(4)研究进展
①干细胞研究开始于胚胎干细胞。
②在干细胞研究中，成果比较显著的是美国和日本两个国家。
2．胚胎干细胞
(1)含义：指在人胚胎发育早期的囊胚中未分化的细胞。
(2)特点：具有增殖能力并保持未分化状态，在一定条件下可分化为各种组织和器官。
1．干细胞的增殖方式和分化的实质分别是什么？
【提示】 干细胞的增殖方式为有丝分裂，分化实质是细胞内基因的选择性表达。
胚胎干细胞的应用
1.如果科学家最终能够成功诱导和调控胚胎干细胞的分化与增殖，将会给胚胎干细胞的基础研究和临床应用带来积极的影响。
2．对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，进而揭示人与动物的发育机制及影响其发育的因素。
3．为新药的药理、药效、毒理等细胞水平的研究提供了材料，大大减少了新药研究所需动物的数量，降低了成本。
4．给人类带来全新的医疗手段。
5．在改良并创造动物新品种方面，结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种等。
胚胎干细胞研究面临的挑战
1.用于治疗性克隆
治疗性克隆的过程：受精卵置于培养基中→受精卵分裂→形成胚胎→取出胚胎干细胞→诱导生成各种细胞→用于治疗性克隆。
2．脐血为什么能用来移植而治疗某些疾病？
【提示】 因为脐血中含有大量的造血干细胞。
2．面临的挑战
(1)安全性问题。
(2)培养条件的优化。
(3)对胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的条件还不清楚。
(4)创造一种“万能供者”细胞，需要破坏或改变细胞中的许多基因，其可行性仍不清楚。
1．干细胞分化为各种功能细胞的原因是细胞内基因发生了重组。(×)
【提示】 细胞分化的原因是基因的选择性表达。
2．各类干细胞都能分化成多种细胞、组织。(×)
【提示】 专能干细胞只能分化成特定的细胞和组织。
3．胚胎干细胞可从囊胚的内细胞团获取。(√)
4．胚胎干细胞是“万能供者”细胞，可分化成各种组织、器官供移植利用。(×)
【提示】 理论上讲，胚胎干细胞可以 ( http: / / www.21cnjy.com )分化成各种组织细胞，可形成各种器官。但是，目前对胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的特定条件还不是十分清楚， 这限制了当前胚胎干细胞的临床应用。
胚胎干细胞及其应用
【问题导思】
①干细胞主要有哪些种类？各有何特点？
②干细胞主要有哪些方面的应用？
1．干细胞的概念
干细胞是动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。
2．干细胞作用
具有重建、修复病损或衰老组织、器官的功能。
3．干细胞分类
名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞
特点 具有形成机体的任何组织或器官，直至形成完整个体的潜能 具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体 只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞
举例 受精卵、胚胎干细胞 造血干细胞 神经干细胞
应用 用于病人的器官移植等 造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段 通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症
造血干细胞可来源于骨髓、外周血、脐带和胎盘。
4．胚胎干细胞
(1)概念：在人胚胎发育早期的囊胚中未分化的，可进一步分裂、分化，形成组织和器官，再逐步发育成个体的具有全能性的细胞。
(2)来源：早期囊胚的内细胞团细胞。
(3)特点：
①形态上：体积小，细胞核大，核仁明显。
②功能上：具有增殖能力并保持未分化状态、在一定的条件下可以向各种组织和器官分化、易于进行基因改造操作。
5．获得干细胞的主要途径
(1)从体外培养的胚胎中获得。
(2)从早期流产的胎儿中获得。
(3)从克隆的胚胎中获得。
(4)从成体中获得。
6．胚胎发育过程中干细胞的发育分化过程
受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。
1．干细胞与癌细胞不同。干细胞的遗传物质没有发生改变。
2．干细胞不仅能增殖，而且增殖的细胞还能正常分化。而癌细胞只能增殖，不能分化。
7．胚胎干细胞研究的应用
(1)提供体外细胞分化的研究材料，从而揭示人和动物发育机制。
(2)开发新药物和医疗手段，治疗人类某些顽症。
(3)培育人造组织器官，用于器官移植。
(4)结合基因工程，利用胚胎干细胞改良并创造动物新品种。
如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至__________期的内细胞团中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是__ ( http: / / www.21cnjy.com )____________。在体外培养条件下，培养液中加入______________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因______________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植的实质是将上图的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分 ( http: / / www.21cnjy.com )析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体细胞的是成熟的______，其原因是_________________________________。
【审题导析】 解答本题应明确以下几点：
(1)胚胎干细胞的分类。
(2)胚胎干细胞的特点及应用。
(3)细胞分化的实质为基因的选择性表达。
【精讲精析】 (1)胚胎干细胞是由早期胚胎中分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。
(2)图中分化程度最低的 ( http: / / www.21cnjy.com )干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞，培养液中加入分化诱导因子。
(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
(4)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓移植的实质是将图中的造血干细胞移植到患者体内。
(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。
【答案】 (1)囊胚
(2)胚胎干细胞 分化诱导 (3)选择性表达
(4)造血干 (5)红细胞 细胞中无细胞核
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。
2．干细胞的功能是重建、修复病损或衰老的组织、器官。
3．各类干细胞的发育分化过程是：受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。
4．从囊胚的内细胞团可分离获得胚胎干细胞。
5．胚胎干细胞可诱导分化形成多种功能细胞、组织和器官，用于移植。
1．骨髓造血干细胞只能分化为血细胞，不能形成其他组织细胞，则它是( )
A．全能干细胞 B．多能干细胞
C．专能干细胞 D．胚胎干细胞
【解析】 骨髓造血干细胞虽然只能分化为血细胞，但血细胞种数多，它们与血浆构成一种组织，所以它是多能干细胞。D项中的胚胎干细胞是全能干细胞。
【答案】 B
2．(2012·天津高考)下列有关干细胞的叙述，错误的是( )
A．自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C．组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程
D．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治白血病
【解析】 通过联想干细胞及其生命历 ( http: / / www.21cnjy.com )程的基础知识解答本题。自体干细胞及其增殖分化产生的组织细胞对自身没有抗原性，自体移植时不会发生免疫排斥反应，A项正确；干细胞的增殖分化及细胞的凋亡都是组织的细胞更新过程，C项正确；骨髓造血干细胞具有分化成多种血细胞的能力，因此骨髓造血干细胞移植是目前治疗白血病的最有效方法，D项正确；胚胎干细胞是全能干细胞，理论上可以分化为所有类型的体细胞，在培养基中满足适宜的条件可以将其定向诱导分化成多种组织和器官，B项错误。
【答案】 B
3．人工获得非特异性免疫 ( http: / / www.21cnjy.com )胚胎干细胞的方法是将细胞核移植到去核的卵细胞内，经过一定的处理使其发育到某一时期，从而获得胚胎干细胞，“某一时期”最可能是( )
A．受精卵 B．幼体
C．囊胚 D．原肠胚
【解析】 胚胎干细胞是在人胚胎发育 ( http: / / www.21cnjy.com )早期的囊胚(受精后约5～6 d)中未分化的细胞。早期囊胚约含有140个细胞，外表是一层扁平细胞，称为滋养层。滋养层细胞可继续发育成胚胎的支持组织如胎盘等。囊胚中心的腔称为囊胚腔，腔内一侧的细胞群，称为内细胞团。内细胞团细胞是未分化的细胞，可进一步分裂、分化，形成组织和器官，再逐步发育成个体。因而这些细胞被认为具有全能性，称为胚胎干细胞。
【答案】 C
4．(2013·江苏界首中学期中)ES细胞(胚胎干细胞)的应用价值不包括( )
A．可用于治疗人类的肝衰竭、少年糖尿病等
B．可以培育出人造组织、器官
C．可作为研究体外细胞分化的理想材料
D．可以治疗人类的阑尾炎、过敏反应等
【解析】 ES细胞在功能上具有发 ( http: / / www.21cnjy.com )育的全能性，可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞，可以治疗人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如肝衰竭、少年糖尿病等。阑尾炎、过敏反应是由外界刺激引起的疾病。
【答案】 D
5．研究和利用胚胎干细胞(ES细胞)是当前生物工程领域的核心问题之一。请回答下列有关问题：
(1)胚胎干细胞是从动物________或原始性腺中分离出来的一类细胞，在形态上表现为____________________。
(2)获得干细胞后，通常将之保存在________条件下，干细胞定向分化成特定细胞的根本原因是细胞内__________________。
(3)有学者认为，癌细胞是一类异常的干细胞，这是因为二者都具有________能力。
【解析】 (1)胚胎干细胞是从动物 ( http: / / www.21cnjy.com )早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，胚胎干细胞体积小、细胞核大、核仁明显。(2)胚胎干细胞是在超低温冷冻条件下保
存。干细胞分化成为各种特定功能细胞的原因是基因的选择性表达。(3)癌细胞和干细胞都具有连续分裂的能力。
【答案】 (1)早期胚胎 体积小、细胞核大、核仁明显
(2)超低温液氮(冷冻) 基因的选择性表达
(3)细胞分裂
一、选择题
1．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．二者基因组相同，且表达的基因相同
【解析】 此题考查胚胎干细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的相关知识。胚胎干细胞可以分化成多种细胞，其细胞形态和功能都与其他体细胞不同，结构与功能是相适应的。但是遗传物质都是一样的，之所以形态结构不同是因为基因选择性表达的结果。在分化过程中，基因不会丢失。
【答案】 A
2．按照细胞分化潜能由大到小排列顺序，正确的是( )
A．全能干细胞→专能干细胞→多能干细胞
B．多能干细胞→胚胎干细胞→专能干细胞
C．胚胎干细胞→骨髓造血干细胞→专能干细胞
D．胚胎干细胞→多能干细胞→造血干细胞
【解析】 全能干细胞(如胚胎干细胞)的分化潜能最大，多能干细胞(如骨髓造血干细胞)次之，专能干细胞最小。
【答案】 C
3．关于胚胎干细胞应用的叙述，错误的是( )
A．可以用于治疗由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病
B．在体外诱导分化可培育出人造组织器官
C．是研究体外细胞分化的理想材料
D．不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病
【解析】 胚胎干细胞分化程度低，具有发育成完整个体的潜能，可用于体外诱导分化，可培育出各种组织、器官，治疗细胞坏死、功能异常等引起的疾病。
【答案】 D
4．关于胚胎干细胞的叙述，不正确的是( )
A．细胞体积较小，细胞核明显
B．体外培养可以增殖而不分化
C．目前已经在体外诱导分化出不同器官
D．可以从哺乳动物的囊胚内细胞团中分离获取
【解析】 从理论上讲，胚胎干细胞可在体外诱导分化出不同的器官，但到目前为止，还没有培养出任何真正的器官。
【答案】 C
5．(2013·扬州高二检测)下列关于胚胎干细胞的叙述中，错误的是( )
A．一般都取自动物早期胚胎或某些器官
B．胚胎干细胞是一种原始细胞
C．胚胎干细胞具有自我更新和多向分化潜能
D．汤姆森建立小鼠胚胎干细胞系，开创了该研究领域之先河
【解析】 干细胞是动物胚胎及其 ( http: / / www.21cnjy.com )器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。1981年，美国科学家埃文斯等建立了小鼠胚胎干细胞系，开创了胚胎干细胞研究的先河。
【答案】 D
6．下列不属于胚胎干细胞用途的是( )
A．阐明细胞分化中各调节因子的作用机制
B．在试管中改良创造动物新品种
C．生产有价值的药物
D．培育超级小鼠
【解析】 干细胞研究在生物学基础研究中具有极 ( http: / / www.21cnjy.com )其重要的作用。例如，细胞分化是发育生物学的核心内容之一，利用干细胞就可以将复杂问题简单化，有利于阐明细胞分化中各调节因子的作用机制。通过胚胎干细胞，我们可以在试管中改良并创造动物新品种，再结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种，生产有价值的药物等。超级小鼠是基因工程的产物。
【答案】 D
7．胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎 ( http: / / www.21cnjy.com )中的细胞，可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是( )
A．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程表现了细胞的全能性
【解析】 细胞的全能性是 ( http: / / www.21cnjy.com )指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，动物细胞不具有全能性。动物细胞分化过程是不可逆的，是基因选择性表达的结果。高度分化的不再分裂的神经细胞不具有细胞周期。
【答案】 D
8．下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解，符合的一项是( )
A．人类胚胎干细胞即人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的内细胞团
B．人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞团
C．人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞
D．人类胚胎干细胞不仅指人类囊胚中未分化的细胞，也指成人身上的成年干细胞
【解析】 人类胚胎干细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )是人类胚胎发育早期——囊胚中未分化的细胞。囊胚外表是一层扁平细胞，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等；中心的腔称为囊胚腔，腔内侧有内细胞群。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化，内胚层分化形成肝、肺和肠等，中胚层分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚层分化形成皮肤、眼睛和神经系统等。由于内细胞群能发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。
【答案】 B
9．(多选)老年痴呆症患者的脑血管中 ( http: / / www.21cnjy.com )有一种特殊的β 淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β 淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术可用于老年痴呆症治疗的是( )
A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术
C．单克隆抗体技术 D．基因治疗技术
【解析】 采用胚胎干细胞技术可以产生新 ( http: / / www.21cnjy.com )的神经元细胞；单克隆抗体技术能定向改善免疫能力；基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆进行治疗；而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆。
【答案】 BCD
10．(多选)干细胞是一种尚未充分分化的 ( http: / / www.21cnjy.com )未成熟的细胞，它具有再生各种组织、器官的潜能，医学家们正在尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病是成功的例证。下列说法正确的是( )
A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的功能
B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，只有红骨髓具有造血功能
C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥反应
D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变
【解析】 骨髓移植中的供体骨髓相对于受体为抗原，因而需要选择配型相合或相近的供体，以减弱或消除移植免疫，保证成活。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．细胞在分化过程中往往由于高度分化 ( http: / / www.21cnjy.com )而完全失去再分裂的能力，最终衰老死亡。但机体在生长发育过程中保留了一部分未分化的原始细胞，一旦需要，这些原始细胞能够按照发育途径通过分裂而产生分化细胞，以保证局部组织损伤的修复。
(1)个体发育过程中最原始的细胞是 ________________________________________________________________________。
(2)如果治疗性克隆研究获得成 ( http: / / www.21cnjy.com )功，病人将可以轻易地获得与自己完全匹配的移植器官，不会产生________反应。假设有一个人患有糖尿病、进行性老年痴呆、严重的心力衰竭或其他疾病，如果从他自己身上一定部位提取一些干细胞，通过技术，在体外培养发育成____________，并在体外诱导它们形成胰岛细胞、神经元、心肌细胞等，再将这些细胞移植至发病部位，则能够修复病人的组织或器官，从而使病人摆脱病魔的煎熬。
(3)在胚胎干细胞用于治疗性克隆过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中，要把胚胎干细胞放在一定的条件下通过________和________形成不同的组织和器官，然后才能进行移植。
(4)据报道，有些国家已经通过了生殖性克隆的有关法律，你对此持什么样的观点？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 我们身体的每一个细胞都是由胚胎干 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞分裂、分化形成的。治疗性克隆的优点是不会发生免疫排斥反应，胚胎干细胞是个体发育过程的原始细胞，要获得相应的组织和器官需把胚胎干细胞放在一定环境下进行离体培养和诱导分化。我国明确规定禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。生殖性克隆对人类来讲是对于生命和尊严的极不尊重。
【答案】 (1)胚胎干细胞 (2)免疫排斥 早期胚胎
(3)离体培养 诱导分化 (4)我们应当反对生殖性克隆，它对于人类社会的基本伦理道德来讲提出了极大挑战
12．(2013·伊犁高二测试)供体器官的短 ( http: / / www.21cnjy.com )缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题，而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解。
(1)治疗性克隆的结果说明高度 ( http: / / www.21cnjy.com )分化的体细胞的核仍然具有__________。相同的胚胎干细胞克隆的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因__________的结果。
(2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用__________技术。
(3)科学家为何要将患者体细胞的核植入去核的 ( http: / / www.21cnjy.com )卵子，而不直接用体细胞进行细胞培养？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)按上述方法克隆器官在 ( http: / / www.21cnjy.com )器官移植方面的主要优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。请你谈谈为什么要反对生殖性克隆。(至少写出两条理由)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【答案】 (1)全能性 选择性表达
(2)胚胎分割
(3)卵子体积大，含养分多，并含有 ( http: / / www.21cnjy.com )控制细胞核基因程序性表达的物质，而体细胞是高度分化的细胞，体外培养不能表达出全能性(答出含有与核基因表达有关的物质即可)
(4)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
(5)①严重违反了人类伦理道德。
②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。
③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人。
④克隆技术尚不成熟，很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子。
13．2002年初，美国33 ( http: / / www.21cnjy.com )名诺贝尔奖获得者联名上书国会，要求政府支持对胚胎干细胞的研究。胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性，它可进一步分化成各种组织干细胞，进而分化成各种不同的组织细胞。因此在临床上具有极大的应用价值。如图是干细胞的培养过程：
(1)胚胎干细胞在形态、功能上有哪些特点？
(2)胚胎干细胞具有发育全能性的原因是什么？
(3)胚胎干细胞经诱导可以得到造血干细胞，将这种方式得到的造血干细胞回输到患者体内，会不会发生免疫排斥反应？为什么？
(4)请说出胚胎干细胞的其他应用的一个例子。
【解析】 胚胎干细胞有两处来源， ( http: / / www.21cnjy.com )囊胚期的内细胞团或从原始性腺中分离得到。(1)①形态特点：细胞体积小、细胞核大、核仁明显；②功能特点：具有发育的全能性；③体外培养可做到增殖而不分化。(2)胚胎干细胞是未分化的原始细胞，其细胞内含有本物种全套的遗传物质，具有发育成完整个体的能力。(3)骨髓移植遇到的最大难题即如何避免发生免疫排斥反应，发生免疫排斥反应的原因是细胞表面的组织相容性抗原(ALA)不同，本题中综合运用体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎干细胞的分离、培养与定向诱导等技术。由于通过本题中所示技术路线得到的造血干细胞来源于由患者的体细胞核移植所得到的重组细胞，故其细胞表面的组织相容性抗原与患者相同，不会发生免疫排斥反应，同时还可以解决捐献骨髓不足等问题。(4)胚胎干细胞具有全能性，即经诱导可以分化成各种组织和器官，故其在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的应用价值。除了本题中提到的通过诱导产生特定的组织、细胞或器官用于移植而解决免疫排斥等问题外，另有以下应用：①用于治疗因细胞坏死、退化或功能失常而引起的疾病，如少年糖尿病、帕金森氏综合症等，向患者体内移入胚胎干细胞经诱导而产生的各种组织、细胞，可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；②胚胎干细胞还是研究体外细胞分化的好材料，可以通过对胚胎干细胞的诱导分化研究，揭示细胞分化和细胞凋亡的机理。
【答案】 (1)形态特点：细胞体积小、细胞核大、核仁明显；功能特点：具有发育的全能性。
(2)细胞中含有本物种全部的遗传信息，能够全部得以表达。
(3)不会发生免疫排斥反应，因为通过 ( http: / / www.21cnjy.com )本技术得到的造血干细胞来源于患者体细胞核移植得到的重组细胞，与患者遗传物质相同，产生的细胞表面的组织相容性抗原也相同。
(4)治疗由于细胞死亡或功能退化而引起的疾病；可以通过对胚胎干细胞的诱导分化研究，揭示细胞分化、凋亡的机理等。
胚胎工程的三个操作流程
1.试管动物生产流程
2．克隆动物的培育流程
3．胚胎移植
对供体、受体雌性个体进行选择
并用激素进行同期发情处理
↓
用激素对供体雌性做超数排卵处理
↓
超数排卵的雌性发情后，选择同种优
良雄性进行配种或人工授精
↓
胚胎收集(冲卵)
↓
胚胎质量检查，此时胚胎发育
到桑葚胚或囊胚阶段
↓
胚胎移植
↓
受体雌性(检查是否妊娠)
生产↓
胚胎移植的幼体
通过胚胎工程建立的转基因动物模型，常用于基因表达调控的研究、良种动物的筛选以及基因工程药物的生产等。制备转基因鼠的流程如图所示：
(1)体外受精时，人工采集的动物精子必须经过________处理才能完成图示中的①过程，完成②过程常采用的方法是________。
(2)④过程中，为维持培养液pH的相 ( http: / / www.21cnjy.com )对稳定，必须将培养瓶放置在______________中进行培养，培养过程中用____________(酶)处理才能获得单个细胞。
(3)图示中甲为________时期的去核卵母细胞，⑤过程操作技术叫做________。
(4)在上述转基因鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术有体外受精、________和________。
(5)转基因鼠只携带一个B基因，常采用____________的方法来培育出基因型为BB的个体。
【解析】 (1)人工采集的动物的精 ( http: / / www.21cnjy.com )子必须获能才能完成受精。②过程表示将目的基因导入受体细胞，目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。(2)④过程表示胚胎干细胞的培养，应在CO2恒温箱中进行。胰蛋白酶或胶原蛋白酶能将动物细胞分散成单个细胞。(3)细胞核移植中用到的是减数第二次分裂中期的卵母细胞。(4)在转基因动物的培育过程中用到了体外受精、早期胚胎的培养和胚胎移植技术。(5)由杂合子获得纯合子的方法是杂交和筛选。
【答案】 (1)获能 显微注射法
(2) CO2恒温箱 胰蛋白酶(胶原蛋白酶)
(3)减数第二次分裂中期(MⅡ中期) 核移植
(4)早期胚胎的培养(动物细胞培养) 胚胎移植
(5)多代杂交并筛选
胚胎工程中易混名词辨析
1.试管动物(婴儿)和克隆动物
(1)试管动物(或婴儿)：是指通过体外受精和胚胎移植技术而产生的动物(或婴儿)。
试管动物(或婴儿)可以加快优良种畜的繁殖速度，也能解决人类的不孕问题。
(2)克隆动物：一般是指由一个细胞通 ( http: / / www.21cnjy.com )过无性繁殖形成的动物，该动物的基因型与提供细胞(或细胞核)的个体完全相同。克隆技术的原理是细胞核的全能性。
2．体外受精和人工授精
(1)体外受精
体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在 ( http: / / www.21cnjy.com )体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。它的基本原理是人工模拟体内环境，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。
哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。
(2)人工授精
人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程。
人工授精要注意选用具有优良性状的公畜，人工采精，同时要对获取的精液样品进行检查，确定精液的质量。
人工授精技术为畜牧业带来 ( http: / / www.21cnjy.com )了巨大的效益：①人工授精技术可有效地发挥优良公畜的特性；②人工授精同自然交配相比，公畜的配种效率显著提高；③优良公畜的精液可长期保存，并易于运输到任何地方进行人工授精，省去了大量家畜运输的麻烦。
(2013·安康高二检测)下列哪项不是人工授精和体外受精的区别( )
A．人工授精能更有效地发挥优良公畜的特性
B．体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C．人工授精和体外受精的本质不同
D．人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的过程在母畜体外
【解析】 人工授精是用 ( http: / / www.21cnjy.com )人工的方法，将公畜的精液注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母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。
【答案】 C
转基因动物、克隆动物和试管动物的比较
含义 使用技术 意义 遗传物质变化
转基因动物 染色体基因组中整合有外源基因并能表达和稳定遗传的一类动物 关键技术包括：外源目的基因的制备 ( http: / / www.21cnjy.com )和有效导入、胚胎培养与移植、外源目的基因的表达与检测等，主要方法有基因显微注射法，逆转录病毒感染法、胚胎干细胞介导法、精子载体导入法等 研究基因的结构和功能及其表达与调控 ( http: / / www.21cnjy.com )；建立人类疾病动物模型；研究人类疾病基因治疗；研究生物反应器；生产天然生物活性蛋白；扩大移植供体来源；改良动物品种 其遗传物质除了来自亲代外，还接受外源基因，所以其遗传物质与亲代不完全一致
续表
含义 使用技术 意义 遗传物质变化
克隆动物 用人工方法得到的无性繁殖系，在遗传上与亲本完全相同的动物 目前哺乳动物克隆的方法主要有细胞核移植和胚胎分割两种。细胞核移植又包括胚胎细胞核移植、体细胞核移植和干细胞核移植 获取遗传物质专一的实验动物(近交系)，培育优良畜种和拯救濒危动物，制备转基因克隆动物，治疗性克隆 其遗传物质主要和供核细胞的遗传物质一致
试管动物 经体外受精获得早期胚胎并移植到代孕动物子宫发育而产生的动物 人工条件下在试管中受精，胚胎移植 研究生物的发育；克服动物生殖缺陷；提高动物繁殖力；定向培育动物新品种 为有性生殖，具有双亲的遗传物质
试管牛、克隆牛、转基因牛所采用的主要生物技术分别是( )
①胚胎移植 ②DNA重组技术 ③核移植技术 ④体内受精 ⑤基因突变
A．①③⑤ B．①②④
C．①④⑤ D．①③②
【解析】 试管动物是体外受精和胚胎移植的产物；克隆牛是核移植技术和胚胎移植技术的产物；转基因牛是通过转基因技术获得的，实现DNA重组。
【答案】 D
1．试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是( )
A．都属于无性生殖
B．都属于生物工程的技术范畴
C．都不会发生基因重组
D．都体现了分化的细胞具有全能性
【解析】 试管婴儿的原理为有性生殖， ( http: / / www.21cnjy.com )但该过程需要动物细胞培养和胚胎移植等技术；试管苗是植物组织培养的结果，体现了细胞的全能性；克隆羊利用了核移植技术，体现了动物细胞核的全能性。在三项成果中，试管婴儿培育的第一步是体外受精，而参与受精的精子和卵细胞在经减数分裂形成的过程中都会发生基因重组，综合以上分析，只有B项叙述正确。
【答案】 B
2．(2013·浙江十二校联考)下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( )
A．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
B．试管牛的培育过程属于克隆技术
C．超数排卵技术要使用一定的激素如性激素、孕激素等
D．胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程
【解析】 胚胎分割一般选用囊胚。试管牛的培育属于有性生殖，其关键技术是体外受精。超数排卵使用的激素是促性腺激素。
【答案】 D
3．关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是
( )
A．精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C．成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
D．体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行
【解析】 体外受精的原理是模拟体内 ( http: / / www.21cnjy.com )环境包括营养、温度、pH等，促使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用。因此卵母细胞必须在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子完成受精作用，受精卵发育到桑葚胚或囊胚阶段才能移植，移植入母体后继续发育成幼体直到产出。
【答案】 C
4．(多选)(2013·南京检测)我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如下图所示。图中字母表示有关技术或原理，匹配正确的是( )
A．农杆菌转化法 B．体外受精
C．有丝分裂 D．胚胎移植
【解析】 外源基因导入动物细胞的方法应为显微注射法。B为核移植过程。C为胚胎的培养，细胞进行有丝分裂，D为胚胎移植。
【答案】 CD
5．下图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答：
(1)过程②中常用________的方法将目的基因导入受精卵。
(2)在体外培养受精卵时， 除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供CO2气体以维持________。
(3)从雄性猕猴附睾中取出的精子不能在 ( http: / / www.21cnjy.com )体外使卵母细胞受精，需要用人工配置的________使精子获能；上述流程中必须要将供体母畜体内的________冲取出来。
(4)图中过程⑦称为________，为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同，此前需对代孕雌猴做__________处理。
(5)若要同时获得多只与此转基因 ( http: / / www.21cnjy.com )猕猴相同的小猴，可对早期胚胎进行________，操作时选择发育到桑葚胚或囊胚期的胚胎进行。若选用囊胚期的胚胎，操作过程需要特别注意的问题是__________________。
【答案】 (1)显微注射 (2)培养液的pH (3)获能液
卵母细胞 (4)胚胎移植 同期发情 (5)胚胎分割 对囊胚的内细胞团进行均等分割
(教师用书独具)
●课标要求
1．熟练描述胚胎发育过程的几个重要阶段及特点。
2．识记有关体外受精和胚胎体外培养的知识。
3．掌握胚胎移植和胚胎分割的概念及基本过程。
●课标解读
1．简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。
2．简述胚胎工程的原理和技术。
3．举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。
●教学地位
胚胎工程研究的重点内容包括体外受精、胚胎 ( http: / / www.21cnjy.com )体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎冷冻保存等技术，对这些技术的考查常在高考试题中出现，以某哺乳动物的胚胎研究的流程图或示意图为载体，考查相关技术手段等。
●教法指导
本课时是概念性很强的理论课，比较枯燥乏味。 ( http: / / www.21cnjy.com )可采用问题串的教学方法即层层设疑，步步为营。一个疑团接着另一个疑团，学生在积极思考开动脑筋的过程中主动学习。通过诱导，构建知识框架，并与以前的知识点有机结合，学生觉得新知识并不陌生，只是旧知识的一个延伸。如学生对“借腹怀胎”现象的讨论，既联系了实际，又可以让学生运用所学知识，展现才华。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．课件展示世界和我国首例试管婴儿图片，提 ( http: / / www.21cnjy.com )出问题。1.资料上用到了什么生物技术？2.试管婴儿和母亲正常怀孕，生产的过程有何异同？(学生思考，留下悬念)引出试管动物技术，并通过图文和实例介绍试管动物技术，强调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，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。
2．自然情况下，牛的生育率 ( http: / / www.21cnjy.com )很低，一般一头母牛每年只能产一头小牛，但通过现代科技手段，可以使一头良种的母牛一年内产下数十头良种小牛，现代技术手段是如何进行操作的呢？这就是胚胎工程技术。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P63～71相关 ( http: / / www.21cnjy.com )内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2、3。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】中的两种方式之一创设情景，导出本课时课题。 步骤2：抢答【课前自主导学】的【正误判断】并进行校正。 步骤3：引导学生通过比较学习精子的形成过程与卵细胞的形过程，通过【课堂互动探究】探究1归纳，通过例1强化。
步骤7：构建本课时知识网络，默读【 ( http: / / www.21cnjy.com )结论语句】，阅读P71“拓展视野”。 步骤6：采取板演形式由两位同学完成【随堂双基练习】的1～5题并由其他学生进行点评。 步骤5：课件展示后，让学生回答体外受精、胚胎移植、胚胎分割的过程，通过【课堂互动探究】探究3归纳，学生分析回答例3。 步骤4：教师演示然后学生回答受精作用和胚胎发育的过程，通过【课堂互动探究】探究2归纳，学生分析回答例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程。2.简述胚胎工程的原理和技术。3.举例说出哺乳动物胚胎工程的应用。 1.哺乳动物胚胎发育的基本过程。(重点)2.体外受精和早期胚胎的培养。(难点)3.胚胎移植和胚胎分割。(重点)
哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用
1．精子的发生
(1)场所：雄性生殖器官睾丸的曲细精管。为精子的发生提供营养的是支持细胞。
(2)时间：从动物性成熟后开始。
(3)过程：体细胞(有丝)分裂精原细胞―→初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子。
2．卵子的发生和成熟
(1)场所：雌性生殖器官卵巢和输卵管。
(2)时间：性别分化以后。
(3)过程：
体细胞(有丝)分裂卵原细胞―→
次级卵母细胞
↓
形成卵泡
1．卵细胞发生过程中的不均等分裂有何生物学意义？
【提示】 保证了受精卵能有充足的营养物质满足早期胚胎发育的需要。
3．受精作用
(1)场所：输卵管。
(2)精子的准备：成熟与获能。
①成熟：在附睾中完成。
②获能：成熟的精子必须在雌性动物的 ( http: / / www.21cnjy.com )生殖道(子宫和输卵管)中经历一段时间才能获得受精能力的过程。卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。
(3)过程
①精、卵细胞膜融合：获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，两细胞的细胞膜融合，精子的遗传物质进入卵细胞。
②两个重要反应：卵细胞膜发生变化不再接受其他精子进入，阻止多个精子受精；激活次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。
(4)核融合：卵子的细胞核与精子的细胞核融合便形成了一个单细胞受精卵。
2．胎儿的性别决定于什么？
【提示】 胎儿的性别决定于与卵子结合的精子的种类。
哺乳动物胚胎发育的基本过程
1.概念：指受精卵发育成幼体的过程，包括桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。
2．人的胚胎发育
受精卵 桑葚胚 囊胚 胚胎
胚胎工程的主要技术与应用
1.概念
(1)技术手段：体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术等。
(2)操作的主要对象：生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞。
(3)理论基础：胚胎发育学。
2．体外受精技术
(1)概念：哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
(2)基本内容：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，促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。
(3)应用
①研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制等。
②充分利用优良品质资源，缩短家畜繁殖周期，加快品种改良速度等。
③是哺乳动物胚胎移植技术、克隆技术、转基因技术和性别控制技术等不可缺少的组成部分。
3．胚胎移植技术
(1)胚胎移植的概念
①操作对象：取自配种后优良雌性动物的受精卵、早期胚胎或通过人工授精及其他方式得到的胚胎。
②受体：同种的、生理状态相同的雌性个体。
(2)意义：提高优良品种家畜的繁殖能力和加速品种的改良。
(3)实例：牛胚胎移植过程
发情同期发情普通母牛
3．为了让良种母牛多排卵应注射哪种激素？
【提示】 促性腺激素，因为促性腺激素能促进排卵。
4．胚胎分割技术
(1)含义：用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。
(2)应用：可为转基因技术、性别控制技术以及家畜育种提供材料。
5．胚胎冷冻保存技术
(1)含义：将动物的早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。
(2)优点：不受时间和地域的限制，简化引种过程。
6．动物性别控制技术
(1)含义：通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代。
(2)应用
①防止与性别有关的遗传病的发生。
②控制动物的性别以提高动物生产的经济价值。
1．从卵巢中取出的卵子不需做任何处理即可与精子结合。(×)
【提示】 卵子需在体外人工模拟输卵管环境进行培养使其成熟。精子在体外需做获能处理，以获得受精能力。
2．进行胚胎移植时，代孕母牛要用药物进行同期发情处理。(√)
3．胚胎分割时最好选用发育良好，形态正常的桑葚胚或囊胚。(√)
4．胚胎分割时，份数越多，得到的后代就越多。(×)
【提示】 胚胎分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，恢复和发育的难度会越大，移植成功率会降低，得到的后代数就减少。
精子和卵子发生的比较
【问题导思】
①精子和卵子是怎样产生的？其过程有哪些特点？
②比较精子和卵子产生过程的异同。
项目 精子发生 卵子发生
区别 场所 睾丸的曲细精管(场所唯一) 卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)(场所不唯一)
时间 初情期开始 性别分化后开始，卵泡(含初级卵母细胞)的形成 ( http: / / www.21cnjy.com )和在卵巢内的储备，是在出生前(胎儿时期)完成的，减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程(即受精过程)中完成的
过程特点 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的，需变形②细胞质均等分配 ①减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的，不需变形②细胞质不均等分配(第一极体除外)
结果 形成4个精子 形成1个卵细胞和3个极体
相同点 ①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂②生殖细胞的成熟为减数分裂③成熟过程均经一次染色体复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半
(2013·南京高二检测)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
【审题导析】 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。
【精讲精析】 初级精母细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )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，其染色体相当于亲本体细胞数目的一半。
【答案】 D
受精作用和胚胎发育的基本过程
【问题导思】
①受精过程有何特点？
②胚胎发育的过程如何？各时期有何特点？
1．受精作用的过程
(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。
(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)受精过程
①第一阶段：细胞膜融合。
过程：精子获能→精子穿过透明带→精卵细胞膜结合。
②第二阶段：卵细胞完成减数分裂是受精的标志。
透明带发生变化不再接受其他精子进入。
次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂。
③第三阶段：精卵核融合。
2．哺乳动物胚胎发育的基本过程
(1)概念：指受精卵发育成幼体的过程，包括桑葚胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。
(2)早期胚胎发育的几个阶段
受精卵：个体发育的起点
细胞数目达到32个，这一阶段的细胞属于全
能细胞，此期的胚胎称为桑葚胚
囊胚：细胞出现分化，具有囊胚腔
原肠胚：囊胚内表层细胞形成外胚层，下方的细胞形
成内胚层。出现原肠腔，产生中胚层
胎儿：各器官、系统基本形成
哺乳动物桑葚胚和囊胚的主要特点
桑葚胚的细胞数在32个左 ( http: / / www.21cnjy.com )右，细胞排列致密，形似桑葚，由具有发育全能性的细胞构成。囊胚则出现细胞的分化，聚集于一端，个体较大的细胞为内细胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供营养。
下图表示高等动物的个体发育过程，判断下列说法中正确的是( )
A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育
B．受精卵卵裂过程中，每个细胞的体积不断增大
C．两栖类、爬行类等在胚胎发育过程中会出现羊膜
D．①过程的细胞分裂方式是有丝分裂
【审题导析】 首先了解个体发育的大体过程：受精卵幼体性成熟个体，然后结合胚胎发育的各阶段及特点作答。
【精讲精析】 胚胎发育是指受精卵发育成 ( http: / / www.21cnjy.com )为幼体，胚后发育是指幼体从卵膜孵化出来或者从母体生出来以后发育成为性成熟的个体，A选项错误；受精卵卵裂过程中，分裂后的细胞体积越来越小，B选项错误；两栖类在个体发育过程中不出现羊膜，C选项错误。
【答案】 D
胚胎工程的主要技术与应用
【问题导思】
①胚胎工程的主要技术有哪些？有哪些应用？
②胚胎工程的主要技术怎样操作？
1．体外受精技术
(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，进一步获得胚胎。
(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、兔和家 ( http: / / www.21cnjy.com )畜如猪、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。
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。
2．胚胎移植
(1)概念理解。
①操作对象：受精卵或早期胚胎。
②供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。
a．职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。
b．要求：具有优良遗传特性。
③受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。
a．职能：完成繁重而漫长的妊娠和育仔任务。
b．要求：与供体处于相同的生理状态的同一物种的健康雌性动物。
④实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
⑤地位：是胚胎工程的最后一道工序。
(2)胚胎移植的基本程序(以牛为例)：
①对供、受体的选择和处理(供体牛选 ( http: / / www.21cnjy.com )择遗传性能和生产性能优良的个体，而受体牛则重在选择具有健康的体质和正常的繁殖能力；供体牛一般为引进的优良个体，受体牛为本地牛；用促性腺激素进行同期发情处理)
↓
②用激素对供体母牛做超数排卵处理(对供体注射促性腺激素，促进排卵)
↓
③选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精(多个卵子与多个精子结合形成多个受精卵，受精的部位在输卵管)；受精卵→卵裂→早期胚胎
↓
④胚胎收集(特制的冲卵装置从母体子宫中冲出胚胎)
↓
⑤胚胎质量检查(此时的胚胎处于桑葚胚期或囊胚期)
↓
⑥胚胎移植或保存(保存条件：－196 ℃的液氮)
↓
⑦胚胎移植操作方法(手术法和非手术法)
↓
⑧对受体母牛进行是否妊娠的检查
↓
⑨体内孕育，产下胚胎移植的牛犊
(3)意义：
进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良 ( http: / / www.21cnjy.com )个体的繁殖潜力。在这项技术中，供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。同时，在对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，使供体生产下的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
1．胚胎移植的辅助技术包括超数排卵、同期发情、胚胎采集等。
2．超数排卵是指应用外源性促性腺激素诱发卵巢多个卵泡发育，并排出多个具有受精能力的卵子的方法。
3．同期发情是用激素处理供、受体动物使供、受体生殖器官的生理变化处于同步状态，为胚胎移入受体提供相同的生理环境。
3．胚胎分割
(1)概念：用显微手术的方法将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。
(2)定位：动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(3)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(4)工具：分割针或分割刀、显微操作仪和实体显微镜。
(5)囊胚期分割要求：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。
(6)胚胎分割的基本过程：将发育良好 ( http: / / www.21cnjy.com )的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用分割针或分割刀把胚胎分割开，或者采用酶处理等方式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。
(7)意义：加快繁殖速度。
(8)存在问题：采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，到目前为止，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例很小。
胚胎分割的实质，是把一个胚胎分割成若干 ( http: / / www.21cnjy.com )个相同的胚胎，所以这些胚胎来源相同，遗传物质相同，其性状也相同。它等同于同卵双生或同卵多生，再结合“超数排卵”的操作，就可以产生出许多类型相同、符合需要的优良仔畜。
将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受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。以下说法不正确的是( )
A．这里说的同“种”是指同一“物种”
B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，说明移植成功
C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功
D．哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理变化都是一样的
【审题导析】 通过对胚胎移植定义的描述，重点考查了胚胎移植的生理学基础。解答本题的关键是充分理解生理学基础及其提供的便利条件或意义。
【精讲精析】 雌性哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物生殖器官的生理变化是一样的。此外必须强调是在一段时间内。
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．胚胎工程的研究对象主要针对高等脊椎动物。
2．受精过程的完成，标志着胚胎发育的开始。
3．桑葚胚前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能，属于全能性细胞，原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段。
4．进行胚胎移植的供体和受体必须是处于相同生理状态的同种动物。
5．胚胎分割是采用显微手术的方法将早期胚胎分割成两份或多份，获得同卵双胎或多胎的技术。
1．关于受精作用，下列说法错误的是( )
A．受精作用发生在输卵管中
B．受精前精子和卵子已经完成减数第二次分裂
C．精子与卵子的相互识别依靠细胞膜上的糖蛋白
D．精子进入卵子后，发生卵黄膜封闭作用阻止其他精子的进入
【解析】 精子和卵子结合过程中次级卵母细胞才完成减数第二次分裂。
【答案】 B
2．(2013·徐州高二检测)下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是( )
A．受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→胚层分化→胚体形成
B．卵→卵裂→原肠胚→胚层分化→胚体形成
C．受精卵→囊胚→原肠胚→幼体
D．受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→胚层分化→胚体形成
【解析】 卵裂发生在透明带内， ( http: / / www.21cnjy.com )至孵化完成结束，而孵化发生在囊胚期，故囊胚的一段时期属于卵裂期，A项错误。而受精卵经卵裂形成32个左右细胞的时候，形似桑葚，称为桑葚胚，所以其发育顺序为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→胚层分化→胚体形成。
【答案】 D
3．(2013·江苏高考)软骨发育不全 ( http: / / www.21cnjy.com )为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是( )
A．首先经超排卵处理后进行体外受精
B．从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型
C．根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎
D．将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
【解析】 由题意知，夫妻基因型均为Hh，健 ( http: / / www.21cnjy.com )康人的基因型为hh，通过胚胎工程技术生育孩子时，应先体外受精，且对胚胎的基因型进行检测，若为hh基因型，应在胚胎发育至8～16个细胞时期进行移植。
【答案】 D
4．下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是( )
A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
C．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例
【解析】 哺乳动物在发情排卵 ( http: / / www.21cnjy.com )后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供体与受体的生殖器官的生理状态是相同的，这就为供体的胚胎移入受体体内提供了相同的生理环境，所以要对供体和受体进行同期发情处理，A项正确；收集胚胎时应收集处于桑葚胚或囊胚期的胚胎，所以B项错误；利用胚胎分割技术获得的两个胚胎实质上来自于同一个受精卵的有丝分裂，因此可以获得两个基因型完全相同的胚胎，C项正确；D项一次给受体母羊植入多个胚胎，即可形成多个个体，也就是增加了双胞胎和多胞胎的比例。
【答案】 B
5．试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。请根据试管牛的生产流程图回答相关问题：
(1)①②过程分别表示____________和____________。
(2)对供体母牛和供体公牛的要求是________，通常母牛每次只排出一枚卵母细胞，可用________激素对其进行超数排卵处理。
(3)从母牛体内获得的卵母细胞需要培养到__________时期，从供体公牛采集的精子需经________处理。
(4)生产上常用________期的胚胎进行②进程，应用试管动物的优势在于__________________。
【答案】 (1)体外受精 胚胎移植 (2)遗传性能优秀
促性腺 (3)减数第二次分裂中期 获能 (5)桑葚胚(或囊胚) 充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
一、选择题
1．卵子的成熟部位和受精部位分别是( )
A．卵巢、卵巢 B．卵巢、输卵管
C．输卵管、输卵管 D．输卵管、子宫
【解析】 本题考查卵子的发生过程和受精作用的部位。
【答案】 C
2．在受精作用过程中，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】 控制生物性状的遗传物质主要存 ( http: / / www.21cnjy.com )在于细胞核中，所以受精的实质是来自父母双方的核融合。这样，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。
【答案】 D
3．(2011·广东高考)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( )
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆
⑤胚胎移植
A．①③ B．①④ C．②⑤ D．③⑤
【解析】 试管动物技术是指通过人工操作 ( http: / / www.21cnjy.com )使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，该技术包括的环节有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，故D正确。
【答案】 D
4．(2013·平顶山高二检测)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两个新个体
B．胚胎分割次数越多，产生新个体越多
C．胚胎分割移植是有性生殖
D．胚胎分割产生的个体表现型完全一致
【解析】 胚胎分割的基本过程是将发育良好 ( http: / / www.21cnjy.com )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，其性状表现与环境因素也有关，所以表现型不一定完全相同。
【答案】 A
5．(2012·德州高二检测)奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是( )
A．通过分离出X精子与卵子结合受精
B．通过分离出X精子和Y精子并与卵子结合受精
C．通过分离出Y精子并与卵子结合受精
D．通过分离含X、Y染色体的精子与卵子结合受精
【解析】 奶牛属于XY型性别决定的生物，由于 ( http: / / www.21cnjy.com )精子有X和Y两种类型，而卵子只有X一种类型，所以决定牛犊性别的关键是哪种类型的精子与卵子结合。要想获得雌性牛犊，通过分离出X精子与卵子结合即可。
【答案】 A
6．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在体外进行
【解析】 胚胎移植操作的对象是早期胚 ( http: / / www.21cnjy.com )胎而不是受精卵；其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化，为移植提供相同的生理环境；超数排卵要对供体用促性腺激素进行处理；试管婴儿实质是“体外受精”和“胚胎移植”的共同产物。
【答案】 A
7．(2011·浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是( )
) 乙,受精卵 丙,
早期胚胎 丁,代孕母羊 繁育,试管山羊
A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
【解析】 分析图示可知，甲过程为卵母细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母山羊，使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液中进行。丁过程是胚胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物子宫内使之继续发育。
【答案】 A
8．下列关于动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．供体母畜体内的桑葚胚或囊胚均能进行移植
B．代孕母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．试管动物的受精过程及早期胚胎发育过程都是在试管中进行的
D．将采集到的精子和卵母细胞直接进行体外受精
【解析】 精子需要经过获能过程，卵母细胞也需要进行类似于精子的获能过程后，才能进行受精，所以D错误。
【答案】 D
9．下列有关哺乳动物受精作用和胚胎发育的说法，不正确的是( )
A．卵细胞内有机物分解的速率小于受精卵
B．受精过程要依赖细胞膜上受体的识别作用
C．胚胎的总体积随着受精卵的分裂而不断增大
D．受精卵的分裂意味着新生命的发育过程开始
【解析】 受精卵代谢活跃，因此卵细胞内有 ( http: / / www.21cnjy.com )机物分解的速率小于受精卵。卵裂过程中细胞没有生长，因此随着受精卵的分裂，胚胎的总体积没有增大。受精卵是新生命的起点。
【答案】 C
10．下列关于培育良种“试管动物”的叙述，正确的是( )
A．从附睾中取出的是已获能的成熟精子
B．采集卵细胞前须对良种母畜进行配种
C．供体包括提供配子且遗传性状优良的雌性和雄性个体
D．将早期胚胎移植到代孕母畜中，经发育可获得表现型与受体相同的后代
【解析】 从附睾中取出的精子是成熟 ( http: / / www.21cnjy.com )的精子，但精子的获能是在雌性动物的生殖道内(子宫和输卵管中)经卵泡液、输卵管分泌物、血清等的作用完成的。卵细胞采集后培养至减Ⅱ中期与获能的精子完成受精作用，因此采集卵细胞前并不对良种母畜进行配种。试管动物的表现型与代孕受体不同。
【答案】 C
二、非选择题
11．(2013·盐城高二检测)现代 ( http: / / www.21cnjy.com )生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，如图为通过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。
(1)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。进行胚胎分割时，应选择发育到________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意________________________________。
(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于________，该生殖方式属于________。
【解析】 (1)从图中看A细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞是次级卵母细胞，将获能的精子和处于减数第二次分裂的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割。
(2)为快速繁育优良品种， ( http: / / www.21cnjy.com )可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似，因此培育的后代性别相同。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛其性别与供核的亲本相同；该技术属于克隆的范畴，为无性繁殖。
【答案】 (1)(次级)卵母细胞 获能 桑葚胚或囊胚 胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步的发育
(2)相同
(3)供核的亲本 无性繁殖
12．如图为胚胎移植过程示意图，请回答以下问题。
(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是__________、__________和__________。
(2)过程①、②、③分别是________、________和________。
(3)欲得到更多的后代牛丁，可将收集得到的胚胎进行________。
(4)实施胚胎移植的意义是________________________________________________________________________。
【解析】 本题主要考查胚胎移植的流程与识图能力。胚胎移植主要包括以下步骤：
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→对胚胎进行移植以及移植后的检查等。
【答案】 (1)优质母牛 普通母牛 优质公牛
(2)同期发情处理 胚胎移植 超数排卵
(3)胚胎分割
(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
13．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体 ( http: / / www.21cnjy.com )外培养，其目的是__________________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________。
(4)自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示，回答下列问题：
①使一头良种雄性黄牛在一年内繁殖数百头后代，最简便的方法是__________。
②现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法， ( http: / / www.21cnjy.com )可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行________处理，还要用激素使供体母牛________。胚胎收集的过程也叫做________。用于移植的胚胎应发育到________或________阶段。
③采用试管动物技术还可以使普 ( http: / / www.21cnjy.com )通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和________。体外受精主要包括__________________、__________________和________等几个主要步骤。
【解析】 本题考查胚胎发育、胚胎 ( http: / / www.21cnjy.com )工程的应用。(1)人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外培养受精卵所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持pH稳定。(3)把早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)①人工授精可以提高精子的利用率，提高雄性个体的生殖潜能。从一头良种雄性黄牛中通过假阴道法、手握法、电刺激法等方法收集精子，然后对多头母牛进行人工授精，可使这头公牛在一年内繁殖数千头自己的后代。②胚胎移植过程需先进行良种母牛、代孕母牛同期发情处理，再使供体母牛超数排卵；再进行人工授精(或配种)；收集胚胎；受体母牛妊娠检查等步骤。
【答案】 (1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力) 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)①人工授精
②同期发情 超数排卵 冲卵 桑葚胚 囊胚
③早期胚胎的培养 卵母细胞的采集 精子的采集和获能(精子的获取) 受精
第二节胚胎干细胞的研究及其应用
(教师用书独具)
●课标要求
举例说出胚胎干细胞的移植。
●课标解读
1．简述胚胎干细胞的特点及其研究进展。
2．举例说明胚胎干细胞的应用及应用前景。
●教学地位
胚胎干细胞的研究是当前生物学领域的热点问题 ( http: / / www.21cnjy.com )，教材介绍了胚胎干细胞及其研究进展、胚胎干细胞的应用和胚胎干细胞研究面临的难题与挑战等胚胎干细胞研究中的一些问题。由于胚胎干细胞是生物学领域的热点问题，因此在高考中常常考到，选择题和非选择题的形式都出现过。
●教法指导
1．学生对胚胎干细胞缺乏感性认识，可结合教材P74页插图进行教学。对专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞的区分要结合具体实例。
2．对胚胎干细胞的应用可结合当前生物和医学领域的研究实例来教学。对胚胎干细胞研究面临的难题与挑战，可让学生讨论干细胞研究对法律、伦理、国家和社会带来的影响。
(教师用书独具)
●新课导入建议
当前的生物和医学领域正在研究 “干细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )治疗”，所谓“干细胞治疗”是把健康的干细胞移植到病人体内，以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。干细胞疗法就像给机体注入新的活力，是从根本上治疗许多疾病的有效方法。什么是干细胞？干细胞为什么如此神奇？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P73～79 ( http: / / www.21cnjy.com )相关内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2、3。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】创设情景，导出本课课题。 步骤2：抢答【课前自主导学】的【正误判断】并进行校正。 步骤3：结合教材P74插图或多媒体课件介绍胚胎干细胞及作用，通过【课堂互动探究】的探究归纳，学生分析回答例题。
步骤6：构建本课时知识网络，默读 ( http: / / www.21cnjy.com )【结论语句】，阅读P80“拓展视野”。 步骤5：采取板演形式由两位同学完成【随堂双基练习】的1～5T并由其他学生进行点评。 步骤4：通过多媒体课件展示胚胎干细胞的应用及面临的难题与挑战，让学生举出胚胎干细胞应用的实例。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述干细胞的特点及其研究进展。2.举例说明胚胎干细胞的应用及其应用前景。 1.干细胞的特点、作用和种类。(重点)2.胚胎干细胞的应用。(重难点)
胚胎干细胞及其研究进展
1.干细胞
(1)含义：动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。
(2)作用：是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。
(3)分类：专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。
①专能干细胞：只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如上皮组织基底层的干细胞。
②多能干细胞：具有分化成多种细胞或组织 ( http: / / www.21cnjy.com )的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞。它主要存在于骨髓、脐血、外周血中。存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞又统称为成体干细胞。
③全能干细胞：可以分化为全身200多种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。
(4)研究进展
①干细胞研究开始于胚胎干细胞。
②在干细胞研究中，成果比较显著的是美国和日本两个国家。
2．胚胎干细胞
(1)含义：指在人胚胎发育早期的囊胚中未分化的细胞。
(2)特点：具有增殖能力并保持未分化状态，在一定条件下可分化为各种组织和器官。
1．干细胞的增殖方式和分化的实质分别是什么？
【提示】 干细胞的增殖方式为有丝分裂，分化实质是细胞内基因的选择性表达。
胚胎干细胞的应用
1.如果科学家最终能够成功诱导和调控胚胎干细胞的分化与增殖，将会给胚胎干细胞的基础研究和临床应用带来积极的影响。
2．对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，进而揭示人与动物的发育机制及影响其发育的因素。
3．为新药的药理、药效、毒理等细胞水平的研究提供了材料，大大减少了新药研究所需动物的数量，降低了成本。
4．给人类带来全新的医疗手段。
5．在改良并创造动物新品种方面，结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种等。
胚胎干细胞研究面临的挑战
1.用于治疗性克隆
治疗性克隆的过程：受精卵置于培养基中→受精卵分裂→形成胚胎→取出胚胎干细胞→诱导生成各种细胞→用于治疗性克隆。
2．脐血为什么能用来移植而治疗某些疾病？
【提示】 因为脐血中含有大量的造血干细胞。
2．面临的挑战
(1)安全性问题。
(2)培养条件的优化。
(3)对胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的条件还不清楚。
(4)创造一种“万能供者”细胞，需要破坏或改变细胞中的许多基因，其可行性仍不清楚。
1．干细胞分化为各种功能细胞的原因是细胞内基因发生了重组。(×)
【提示】 细胞分化的原因是基因的选择性表达。
2．各类干细胞都能分化成多种细胞、组织。(×)
【提示】 专能干细胞只能分化成特定的细胞和组织。
3．胚胎干细胞可从囊胚的内细胞团获取。(√)
4．胚胎干细胞是“万能供者”细胞，可分化成各种组织、器官供移植利用。(×)
【提示】 理论上讲，胚胎干细胞可以 ( http: / / www.21cnjy.com )分化成各种组织细胞，可形成各种器官。但是，目前对胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的特定条件还不是十分清楚， 这限制了当前胚胎干细胞的临床应用。
胚胎干细胞及其应用
【问题导思】
①干细胞主要有哪些种类？各有何特点？
②干细胞主要有哪些方面的应用？
1．干细胞的概念
干细胞是动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。
2．干细胞作用
具有重建、修复病损或衰老组织、器官的功能。
3．干细胞分类
名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞
特点 具有形成机体的任何组织或器官，直至形成完整个体的潜能 具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体 只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞
举例 受精卵、胚胎干细胞 造血干细胞 神经干细胞
应用 用于病人的器官移植等 造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段 通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症
造血干细胞可来源于骨髓、外周血、脐带和胎盘。
4．胚胎干细胞
(1)概念：在人胚胎发育早期的囊胚中未分化的，可进一步分裂、分化，形成组织和器官，再逐步发育成个体的具有全能性的细胞。
(2)来源：早期囊胚的内细胞团细胞。
(3)特点：
①形态上：体积小，细胞核大，核仁明显。
②功能上：具有增殖能力并保持未分化状态、在一定的条件下可以向各种组织和器官分化、易于进行基因改造操作。
5．获得干细胞的主要途径
(1)从体外培养的胚胎中获得。
(2)从早期流产的胎儿中获得。
(3)从克隆的胚胎中获得。
(4)从成体中获得。
6．胚胎发育过程中干细胞的发育分化过程
受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。
1．干细胞与癌细胞不同。干细胞的遗传物质没有发生改变。
2．干细胞不仅能增殖，而且增殖的细胞还能正常分化。而癌细胞只能增殖，不能分化。
7．胚胎干细胞研究的应用
(1)提供体外细胞分化的研究材料，从而揭示人和动物发育机制。
(2)开发新药物和医疗手段，治疗人类某些顽症。
(3)培育人造组织器官，用于器官移植。
(4)结合基因工程，利用胚胎干细胞改良并创造动物新品种。
如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至__________期的内细胞团中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是__ ( http: / / www.21cnjy.com )____________。在体外培养条件下，培养液中加入______________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因______________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植的实质是将上图的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分 ( http: / / www.21cnjy.com )析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体细胞的是成熟的______，其原因是_________________________________。
【审题导析】 解答本题应明确以下几点：
(1)胚胎干细胞的分类。
(2)胚胎干细胞的特点及应用。
(3)细胞分化的实质为基因的选择性表达。
【精讲精析】 (1)胚胎干细胞是由早期胚胎中分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。
(2)图中分化程度最低的 ( http: / / www.21cnjy.com )干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞，培养液中加入分化诱导因子。
(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
(4)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓移植的实质是将图中的造血干细胞移植到患者体内。
(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。
【答案】 (1)囊胚
(2)胚胎干细胞 分化诱导 (3)选择性表达
(4)造血干 (5)红细胞 细胞中无细胞核
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。
2．干细胞的功能是重建、修复病损或衰老的组织、器官。
3．各类干细胞的发育分化过程是：受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。
4．从囊胚的内细胞团可分离获得胚胎干细胞。
5．胚胎干细胞可诱导分化形成多种功能细胞、组织和器官，用于移植。
1．骨髓造血干细胞只能分化为血细胞，不能形成其他组织细胞，则它是( )
A．全能干细胞 B．多能干细胞
C．专能干细胞 D．胚胎干细胞
【解析】 骨髓造血干细胞虽然只能分化为血细胞，但血细胞种数多，它们与血浆构成一种组织，所以它是多能干细胞。D项中的胚胎干细胞是全能干细胞。
【答案】 B
2．(2012·天津高考)下列有关干细胞的叙述，错误的是( )
A．自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C．组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程
D．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治白血病
【解析】 通过联想干细胞及其生命历 ( http: / / www.21cnjy.com )程的基础知识解答本题。自体干细胞及其增殖分化产生的组织细胞对自身没有抗原性，自体移植时不会发生免疫排斥反应，A项正确；干细胞的增殖分化及细胞的凋亡都是组织的细胞更新过程，C项正确；骨髓造血干细胞具有分化成多种血细胞的能力，因此骨髓造血干细胞移植是目前治疗白血病的最有效方法，D项正确；胚胎干细胞是全能干细胞，理论上可以分化为所有类型的体细胞，在培养基中满足适宜的条件可以将其定向诱导分化成多种组织和器官，B项错误。
【答案】 B
3．人工获得非特异性免疫 ( http: / / www.21cnjy.com )胚胎干细胞的方法是将细胞核移植到去核的卵细胞内，经过一定的处理使其发育到某一时期，从而获得胚胎干细胞，“某一时期”最可能是( )
A．受精卵 B．幼体
C．囊胚 D．原肠胚
【解析】 胚胎干细胞是在人胚胎发育 ( http: / / www.21cnjy.com )早期的囊胚(受精后约5～6 d)中未分化的细胞。早期囊胚约含有140个细胞，外表是一层扁平细胞，称为滋养层。滋养层细胞可继续发育成胚胎的支持组织如胎盘等。囊胚中心的腔称为囊胚腔，腔内一侧的细胞群，称为内细胞团。内细胞团细胞是未分化的细胞，可进一步分裂、分化，形成组织和器官，再逐步发育成个体。因而这些细胞被认为具有全能性，称为胚胎干细胞。
【答案】 C
4．(2013·江苏界首中学期中)ES细胞(胚胎干细胞)的应用价值不包括( )
A．可用于治疗人类的肝衰竭、少年糖尿病等
B．可以培育出人造组织、器官
C．可作为研究体外细胞分化的理想材料
D．可以治疗人类的阑尾炎、过敏反应等
【解析】 ES细胞在功能上具有发 ( http: / / www.21cnjy.com )育的全能性，可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞，可以治疗人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如肝衰竭、少年糖尿病等。阑尾炎、过敏反应是由外界刺激引起的疾病。
【答案】 D
5．研究和利用胚胎干细胞(ES细胞)是当前生物工程领域的核心问题之一。请回答下列有关问题：
(1)胚胎干细胞是从动物________或原始性腺中分离出来的一类细胞，在形态上表现为____________________。
(2)获得干细胞后，通常将之保存在________条件下，干细胞定向分化成特定细胞的根本原因是细胞内__________________。
(3)有学者认为，癌细胞是一类异常的干细胞，这是因为二者都具有________能力。
【解析】 (1)胚胎干细胞是从动物 ( http: / / www.21cnjy.com )早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，胚胎干细胞体积小、细胞核大、核仁明显。(2)胚胎干细胞是在超低温冷冻条件下保
存。干细胞分化成为各种特定功能细胞的原因是基因的选择性表达。(3)癌细胞和干细胞都具有连续分裂的能力。
【答案】 (1)早期胚胎 体积小、细胞核大、核仁明显
(2)超低温液氮(冷冻) 基因的选择性表达
(3)细胞分裂
一、选择题
1．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．二者基因组相同，且表达的基因相同
【解析】 此题考查胚胎干细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的相关知识。胚胎干细胞可以分化成多种细胞，其细胞形态和功能都与其他体细胞不同，结构与功能是相适应的。但是遗传物质都是一样的，之所以形态结构不同是因为基因选择性表达的结果。在分化过程中，基因不会丢失。
【答案】 A
2．按照细胞分化潜能由大到小排列顺序，正确的是( )
A．全能干细胞→专能干细胞→多能干细胞
B．多能干细胞→胚胎干细胞→专能干细胞
C．胚胎干细胞→骨髓造血干细胞→专能干细胞
D．胚胎干细胞→多能干细胞→造血干细胞
【解析】 全能干细胞(如胚胎干细胞)的分化潜能最大，多能干细胞(如骨髓造血干细胞)次之，专能干细胞最小。
【答案】 C
3．关于胚胎干细胞应用的叙述，错误的是( )
A．可以用于治疗由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病
B．在体外诱导分化可培育出人造组织器官
C．是研究体外细胞分化的理想材料
D．不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病
【解析】 胚胎干细胞分化程度低，具有发育成完整个体的潜能，可用于体外诱导分化，可培育出各种组织、器官，治疗细胞坏死、功能异常等引起的疾病。
【答案】 D
4．关于胚胎干细胞的叙述，不正确的是( )
A．细胞体积较小，细胞核明显
B．体外培养可以增殖而不分化
C．目前已经在体外诱导分化出不同器官
D．可以从哺乳动物的囊胚内细胞团中分离获取
【解析】 从理论上讲，胚胎干细胞可在体外诱导分化出不同的器官，但到目前为止，还没有培养出任何真正的器官。
【答案】 C
5．(2013·扬州高二检测)下列关于胚胎干细胞的叙述中，错误的是( )
A．一般都取自动物早期胚胎或某些器官
B．胚胎干细胞是一种原始细胞
C．胚胎干细胞具有自我更新和多向分化潜能
D．汤姆森建立小鼠胚胎干细胞系，开创了该研究领域之先河
【解析】 干细胞是动物胚胎及其 ( http: / / www.21cnjy.com )器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。1981年，美国科学家埃文斯等建立了小鼠胚胎干细胞系，开创了胚胎干细胞研究的先河。
【答案】 D
6．下列不属于胚胎干细胞用途的是( )
A．阐明细胞分化中各调节因子的作用机制
B．在试管中改良创造动物新品种
C．生产有价值的药物
D．培育超级小鼠
【解析】 干细胞研究在生物学基础研究中具有极 ( http: / / www.21cnjy.com )其重要的作用。例如，细胞分化是发育生物学的核心内容之一，利用干细胞就可以将复杂问题简单化，有利于阐明细胞分化中各调节因子的作用机制。通过胚胎干细胞，我们可以在试管中改良并创造动物新品种，再结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种，生产有价值的药物等。超级小鼠是基因工程的产物。
【答案】 D
7．胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎 ( http: / / www.21cnjy.com )中的细胞，可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是( )
A．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程表现了细胞的全能性
【解析】 细胞的全能性是 ( http: / / www.21cnjy.com )指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，动物细胞不具有全能性。动物细胞分化过程是不可逆的，是基因选择性表达的结果。高度分化的不再分裂的神经细胞不具有细胞周期。
【答案】 D
8．下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解，符合的一项是( )
A．人类胚胎干细胞即人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的内细胞团
B．人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞团
C．人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞
D．人类胚胎干细胞不仅指人类囊胚中未分化的细胞，也指成人身上的成年干细胞
【解析】 人类胚胎干细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )是人类胚胎发育早期——囊胚中未分化的细胞。囊胚外表是一层扁平细胞，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等；中心的腔称为囊胚腔，腔内侧有内细胞群。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化，内胚层分化形成肝、肺和肠等，中胚层分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚层分化形成皮肤、眼睛和神经系统等。由于内细胞群能发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。
【答案】 B
9．(多选)老年痴呆症患者的脑血管中 ( http: / / www.21cnjy.com )有一种特殊的β 淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β 淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术可用于老年痴呆症治疗的是( )
A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术
C．单克隆抗体技术 D．基因治疗技术
【解析】 采用胚胎干细胞技术可以产生新 ( http: / / www.21cnjy.com )的神经元细胞；单克隆抗体技术能定向改善免疫能力；基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆进行治疗；而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆。
【答案】 BCD
10．(多选)干细胞是一种尚未充分分化的 ( http: / / www.21cnjy.com )未成熟的细胞，它具有再生各种组织、器官的潜能，医学家们正在尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病是成功的例证。下列说法正确的是( )
A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的功能
B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，只有红骨髓具有造血功能
C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥反应
D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变
【解析】 骨髓移植中的供体骨髓相对于受体为抗原，因而需要选择配型相合或相近的供体，以减弱或消除移植免疫，保证成活。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．细胞在分化过程中往往由于高度分化 ( http: / / www.21cnjy.com )而完全失去再分裂的能力，最终衰老死亡。但机体在生长发育过程中保留了一部分未分化的原始细胞，一旦需要，这些原始细胞能够按照发育途径通过分裂而产生分化细胞，以保证局部组织损伤的修复。
(1)个体发育过程中最原始的细胞是 ________________________________________________________________________。
(2)如果治疗性克隆研究获得成 ( http: / / www.21cnjy.com )功，病人将可以轻易地获得与自己完全匹配的移植器官，不会产生________反应。假设有一个人患有糖尿病、进行性老年痴呆、严重的心力衰竭或其他疾病，如果从他自己身上一定部位提取一些干细胞，通过技术，在体外培养发育成____________，并在体外诱导它们形成胰岛细胞、神经元、心肌细胞等，再将这些细胞移植至发病部位，则能够修复病人的组织或器官，从而使病人摆脱病魔的煎熬。
(3)在胚胎干细胞用于治疗性克隆过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中，要把胚胎干细胞放在一定的条件下通过________和________形成不同的组织和器官，然后才能进行移植。
(4)据报道，有些国家已经通过了生殖性克隆的有关法律，你对此持什么样的观点？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 我们身体的每一个细胞都是由胚胎干 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞分裂、分化形成的。治疗性克隆的优点是不会发生免疫排斥反应，胚胎干细胞是个体发育过程的原始细胞，要获得相应的组织和器官需把胚胎干细胞放在一定环境下进行离体培养和诱导分化。我国明确规定禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。生殖性克隆对人类来讲是对于生命和尊严的极不尊重。
【答案】 (1)胚胎干细胞 (2)免疫排斥 早期胚胎
(3)离体培养 诱导分化 (4)我们应当反对生殖性克隆，它对于人类社会的基本伦理道德来讲提出了极大挑战
12．(2013·伊犁高二测试)供体器官的短 ( http: / / www.21cnjy.com )缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题，而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解。
(1)治疗性克隆的结果说明高度 ( http: / / www.21cnjy.com )分化的体细胞的核仍然具有__________。相同的胚胎干细胞克隆的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因__________的结果。
(2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用__________技术。
(3)科学家为何要将患者体细胞的核植入去核的 ( http: / / www.21cnjy.com )卵子，而不直接用体细胞进行细胞培养？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)按上述方法克隆器官在 ( http: / / www.21cnjy.com )器官移植方面的主要优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。请你谈谈为什么要反对生殖性克隆。(至少写出两条理由)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【答案】 (1)全能性 选择性表达
(2)胚胎分割
(3)卵子体积大，含养分多，并含有 ( http: / / www.21cnjy.com )控制细胞核基因程序性表达的物质，而体细胞是高度分化的细胞，体外培养不能表达出全能性(答出含有与核基因表达有关的物质即可)
(4)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
(5)①严重违反了人类伦理道德。
②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。
③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人。
④克隆技术尚不成熟，很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子。
13．2002年初，美国33 ( http: / / www.21cnjy.com )名诺贝尔奖获得者联名上书国会，要求政府支持对胚胎干细胞的研究。胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性，它可进一步分化成各种组织干细胞，进而分化成各种不同的组织细胞。因此在临床上具有极大的应用价值。如图是干细胞的培养过程：
(1)胚胎干细胞在形态、功能上有哪些特点？
(2)胚胎干细胞具有发育全能性的原因是什么？
(3)胚胎干细胞经诱导可以得到造血干细胞，将这种方式得到的造血干细胞回输到患者体内，会不会发生免疫排斥反应？为什么？
(4)请说出胚胎干细胞的其他应用的一个例子。
【解析】 胚胎干细胞有两处来源， ( http: / / www.21cnjy.com )囊胚期的内细胞团或从原始性腺中分离得到。(1)①形态特点：细胞体积小、细胞核大、核仁明显；②功能特点：具有发育的全能性；③体外培养可做到增殖而不分化。(2)胚胎干细胞是未分化的原始细胞，其细胞内含有本物种全套的遗传物质，具有发育成完整个体的能力。(3)骨髓移植遇到的最大难题即如何避免发生免疫排斥反应，发生免疫排斥反应的原因是细胞表面的组织相容性抗原(ALA)不同，本题中综合运用体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎干细胞的分离、培养与定向诱导等技术。由于通过本题中所示技术路线得到的造血干细胞来源于由患者的体细胞核移植所得到的重组细胞，故其细胞表面的组织相容性抗原与患者相同，不会发生免疫排斥反应，同时还可以解决捐献骨髓不足等问题。(4)胚胎干细胞具有全能性，即经诱导可以分化成各种组织和器官，故其在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的应用价值。除了本题中提到的通过诱导产生特定的组织、细胞或器官用于移植而解决免疫排斥等问题外，另有以下应用：①用于治疗因细胞坏死、退化或功能失常而引起的疾病，如少年糖尿病、帕金森氏综合症等，向患者体内移入胚胎干细胞经诱导而产生的各种组织、细胞，可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；②胚胎干细胞还是研究体外细胞分化的好材料，可以通过对胚胎干细胞的诱导分化研究，揭示细胞分化和细胞凋亡的机理。
【答案】 (1)形态特点：细胞体积小、细胞核大、核仁明显；功能特点：具有发育的全能性。
(2)细胞中含有本物种全部的遗传信息，能够全部得以表达。
(3)不会发生免疫排斥反应，因为通过 ( http: / / www.21cnjy.com )本技术得到的造血干细胞来源于患者体细胞核移植得到的重组细胞，与患者遗传物质相同，产生的细胞表面的组织相容性抗原也相同。
(4)治疗由于细胞死亡或功能退化而引起的疾病；可以通过对胚胎干细胞的诱导分化研究，揭示细胞分化、凋亡的机理等。
胚胎工程的三个操作流程
1.试管动物生产流程
2．克隆动物的培育流程
3．胚胎移植
对供体、受体雌性个体进行选择
并用激素进行同期发情处理
↓
用激素对供体雌性做超数排卵处理
↓
超数排卵的雌性发情后，选择同种优
良雄性进行配种或人工授精
↓
胚胎收集(冲卵)
↓
胚胎质量检查，此时胚胎发育
到桑葚胚或囊胚阶段
↓
胚胎移植
↓
受体雌性(检查是否妊娠)
生产↓
胚胎移植的幼体
通过胚胎工程建立的转基因动物模型，常用于基因表达调控的研究、良种动物的筛选以及基因工程药物的生产等。制备转基因鼠的流程如图所示：
(1)体外受精时，人工采集的动物精子必须经过________处理才能完成图示中的①过程，完成②过程常采用的方法是________。
(2)④过程中，为维持培养液pH的相 ( http: / / www.21cnjy.com )对稳定，必须将培养瓶放置在______________中进行培养，培养过程中用____________(酶)处理才能获得单个细胞。
(3)图示中甲为________时期的去核卵母细胞，⑤过程操作技术叫做________。
(4)在上述转基因鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术有体外受精、________和________。
(5)转基因鼠只携带一个B基因，常采用____________的方法来培育出基因型为BB的个体。
【解析】 (1)人工采集的动物的精 ( http: / / www.21cnjy.com )子必须获能才能完成受精。②过程表示将目的基因导入受体细胞，目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。(2)④过程表示胚胎干细胞的培养，应在CO2恒温箱中进行。胰蛋白酶或胶原蛋白酶能将动物细胞分散成单个细胞。(3)细胞核移植中用到的是减数第二次分裂中期的卵母细胞。(4)在转基因动物的培育过程中用到了体外受精、早期胚胎的培养和胚胎移植技术。(5)由杂合子获得纯合子的方法是杂交和筛选。
【答案】 (1)获能 显微注射法
(2) CO2恒温箱 胰蛋白酶(胶原蛋白酶)
(3)减数第二次分裂中期(MⅡ中期) 核移植
(4)早期胚胎的培养(动物细胞培养) 胚胎移植
(5)多代杂交并筛选
胚胎工程中易混名词辨析
1.试管动物(婴儿)和克隆动物
(1)试管动物(或婴儿)：是指通过体外受精和胚胎移植技术而产生的动物(或婴儿)。
试管动物(或婴儿)可以加快优良种畜的繁殖速度，也能解决人类的不孕问题。
(2)克隆动物：一般是指由一个细胞通 ( http: / / www.21cnjy.com )过无性繁殖形成的动物，该动物的基因型与提供细胞(或细胞核)的个体完全相同。克隆技术的原理是细胞核的全能性。
2．体外受精和人工授精
(1)体外受精
体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在 ( http: / / www.21cnjy.com )体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。它的基本原理是人工模拟体内环境，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。
哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。
(2)人工授精
人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程。
人工授精要注意选用具有优良性状的公畜，人工采精，同时要对获取的精液样品进行检查，确定精液的质量。
人工授精技术为畜牧业带来 ( http: / / www.21cnjy.com )了巨大的效益：①人工授精技术可有效地发挥优良公畜的特性；②人工授精同自然交配相比，公畜的配种效率显著提高；③优良公畜的精液可长期保存，并易于运输到任何地方进行人工授精，省去了大量家畜运输的麻烦。
(2013·安康高二检测)下列哪项不是人工授精和体外受精的区别( )
A．人工授精能更有效地发挥优良公畜的特性
B．体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C．人工授精和体外受精的本质不同
D．人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的过程在母畜体外
【解析】 人工授精是用 ( http: / / www.21cnjy.com )人工的方法，将公畜的精液注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母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。
【答案】 C
转基因动物、克隆动物和试管动物的比较
含义 使用技术 意义 遗传物质变化
转基因动物 染色体基因组中整合有外源基因并能表达和稳定遗传的一类动物 关键技术包括：外源目的基因的制备 ( http: / / www.21cnjy.com )和有效导入、胚胎培养与移植、外源目的基因的表达与检测等，主要方法有基因显微注射法，逆转录病毒感染法、胚胎干细胞介导法、精子载体导入法等 研究基因的结构和功能及其表达与调控 ( http: / / www.21cnjy.com )；建立人类疾病动物模型；研究人类疾病基因治疗；研究生物反应器；生产天然生物活性蛋白；扩大移植供体来源；改良动物品种 其遗传物质除了来自亲代外，还接受外源基因，所以其遗传物质与亲代不完全一致
续表
含义 使用技术 意义 遗传物质变化
克隆动物 用人工方法得到的无性繁殖系，在遗传上与亲本完全相同的动物 目前哺乳动物克隆的方法主要有细胞核移植和胚胎分割两种。细胞核移植又包括胚胎细胞核移植、体细胞核移植和干细胞核移植 获取遗传物质专一的实验动物(近交系)，培育优良畜种和拯救濒危动物，制备转基因克隆动物，治疗性克隆 其遗传物质主要和供核细胞的遗传物质一致
试管动物 经体外受精获得早期胚胎并移植到代孕动物子宫发育而产生的动物 人工条件下在试管中受精，胚胎移植 研究生物的发育；克服动物生殖缺陷；提高动物繁殖力；定向培育动物新品种 为有性生殖，具有双亲的遗传物质
试管牛、克隆牛、转基因牛所采用的主要生物技术分别是( )
①胚胎移植 ②DNA重组技术 ③核移植技术 ④体内受精 ⑤基因突变
A．①③⑤ B．①②④
C．①④⑤ D．①③②
【解析】 试管动物是体外受精和胚胎移植的产物；克隆牛是核移植技术和胚胎移植技术的产物；转基因牛是通过转基因技术获得的，实现DNA重组。
【答案】 D
1．试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是( )
A．都属于无性生殖
B．都属于生物工程的技术范畴
C．都不会发生基因重组
D．都体现了分化的细胞具有全能性
【解析】 试管婴儿的原理为有性生殖， ( http: / / www.21cnjy.com )但该过程需要动物细胞培养和胚胎移植等技术；试管苗是植物组织培养的结果，体现了细胞的全能性；克隆羊利用了核移植技术，体现了动物细胞核的全能性。在三项成果中，试管婴儿培育的第一步是体外受精，而参与受精的精子和卵细胞在经减数分裂形成的过程中都会发生基因重组，综合以上分析，只有B项叙述正确。
【答案】 B
2．(2013·浙江十二校联考)下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( )
A．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
B．试管牛的培育过程属于克隆技术
C．超数排卵技术要使用一定的激素如性激素、孕激素等
D．胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程
【解析】 胚胎分割一般选用囊胚。试管牛的培育属于有性生殖，其关键技术是体外受精。超数排卵使用的激素是促性腺激素。
【答案】 D
3．关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是
( )
A．精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C．成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
D．体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行
【解析】 体外受精的原理是模拟体内 ( http: / / www.21cnjy.com )环境包括营养、温度、pH等，促使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用。因此卵母细胞必须在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子完成受精作用，受精卵发育到桑葚胚或囊胚阶段才能移植，移植入母体后继续发育成幼体直到产出。
【答案】 C
4．(多选)(2013·南京检测)我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如下图所示。图中字母表示有关技术或原理，匹配正确的是( )
A．农杆菌转化法 B．体外受精
C．有丝分裂 D．胚胎移植
【解析】 外源基因导入动物细胞的方法应为显微注射法。B为核移植过程。C为胚胎的培养，细胞进行有丝分裂，D为胚胎移植。
【答案】 CD
5．下图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答：
(1)过程②中常用________的方法将目的基因导入受精卵。
(2)在体外培养受精卵时， 除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供CO2气体以维持________。
(3)从雄性猕猴附睾中取出的精子不能在 ( http: / / www.21cnjy.com )体外使卵母细胞受精，需要用人工配置的________使精子获能；上述流程中必须要将供体母畜体内的________冲取出来。
(4)图中过程⑦称为________，为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同，此前需对代孕雌猴做__________处理。
(5)若要同时获得多只与此转基因 ( http: / / www.21cnjy.com )猕猴相同的小猴，可对早期胚胎进行________，操作时选择发育到桑葚胚或囊胚期的胚胎进行。若选用囊胚期的胚胎，操作过程需要特别注意的问题是__________________。
【答案】 (1)显微注射 (2)培养液的pH (3)获能液
卵母细胞 (4)胚胎移植 同期发情 (5)胚胎分割 对囊胚的内细胞团进行均等分割