课件50张PPT。专题3 胚胎工程专题3:胚胎工程胚胎工程 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。专题3:胚胎工程§3.1 体内受精和
早期胚胎发育一、教学目标：
1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生及受精过程。
2.简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点。
3.认同胚胎工程建立及发展意义。
二、教学重点：
1.哺乳动物精子和卵子的发生及受精过程。
2.哺乳动物的胚胎发育。
三、教学难点：
1.受精过程中精子获能、顶体反应、透明带反应、
卵黄膜封闭作用的概念和生理功能。
2.哺乳动物胚胎发育各阶段的主要特点。 一、阅读课本，完成自学导引：二、胚胎工程的概念：
胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。
操作对象：早期胚胎和配子
技术手段：胚胎移植、体外受精、
胚胎分割、胚胎干细胞培养等
理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎
的发育规律实例1：1.下列不属于胚胎工程技术的是（ ）
A.体外受精
B.胚胎分割、胚胎移植
C.胚胎干细胞培养
D.转基因鲤鱼的培育胚胎工程的建立一.胚胎移植技术的研究
胚胎移植技术成为许多胚胎工程不可
缺少的基础环节。
二.胚胎移植技术的成功和应用带动和加速了体外受精技术的研究。
三.胚胎移植和体外受精使胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、转基因胚胎、胚胎干细胞
培养等技术应运而生。一.精子和卵子的发生（1）发生场所：睾丸
（2）时间：
初情期——生殖机能衰老1.精子的发生精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子MⅠ第一阶段第二阶段第三阶段MⅡ精子发生的过程多个精原细胞染色体复制变形精子细胞变形中的主要变化：1.细胞核——
2.高尔基体——
3.中心体——
4.线粒体——
5.细胞内其他物质——精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘膜(尾的基部)原生质滴(球状,最后脱落) 提示：不是。其一，在自然繁殖的条件下，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，将对精子进行筛选，并致使大量的精子途中死亡，被分解或排除，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。 1.家畜每次射精排出的精子数以亿计，
但是通常只有一个精子能够与卵子结合，这能说是一种浪费吗？怎样理解这一现象？问题讨论: 提示：细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘膜，是精子维持生
存和运动能量的“动力工厂”或“发动
机”。2.精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？2.卵子的发生(1)发生部位：卵巢
(2)时间：减数第一次分裂是在雌性动物排卵前完成；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程完成的。排卵卵原细胞有丝分裂多个卵原细胞染色体复制初级卵母细胞MⅠ第一极体次级卵母细胞两个第二极体第二极体卵子退化消失（3）卵子发生过程MⅡ排卵前后完成在受精过程完成被卵泡细胞包围,形成卵泡胎儿时期完成卵子受精的标志：
当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。注意：1.区分受精的标志和受精完成的标志
2.精子和卵子发生的区别1.一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
2.排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3.刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？ 答：刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成第一次减数分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵
子是在输卵管内与精子受精的。 答：正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。 答：是指卵子从卵泡中排出。 哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点？相似点：
最初阶段均进行有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（MⅠ和MⅡ）才能形成精子和卵子。不同点：
一个精原细胞——多个精子；一个卵原细胞——一个卵子；精子形状为蝌蚪状；卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前
完成的。巩固练习1.下列不属于胚胎工程的是： （ ）A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植
C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育 2.有一个卵原细胞中含有A与A’、B与B’两对同源染色体，它形成的含有AB的配子有 （ ） A.1个 B.0或1个
C.2个 D.4个DB二、受精1.概念：是精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。
2.场所：输卵管一)受精前的准备阶段:
1)精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象.
2)卵子的准备:在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力3.过程：二)受精阶段:
1)精子穿越放射冠和透明带
顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞
透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障
2)精子进入卵黄膜
卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障
3)原核形成： 雄原核形成和雌原核形成
4)配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵)哺乳动物受精过程示意图穿过透明带：形成受精卵：4.意义维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 ；对于生物的遗传和变异十分重要。充满活力的精子此时经过种种障碍的精子终于与卵子相遇，卵子外膜成为它们第一道需要攻破的关卡。此时，精子们把头
钻到卵子的外壁上，尾巴不断拍打着，卵子
则随着精子尾部的运动缓慢地逆时针转动。 卵子的外层被一层透明的薄膜保护着，这使它看起来像一个悬浮在天体中的漂亮的星球。经过种种障碍的精子终于与卵子相遇精子试图进入卵子 此时, 精子的头已经钻进去了, 我们还可以看
到它的中部和尾部，它就像一个不断旋转的钻头， 在尾巴拍打的驱动下，努力进入卵子。 受精后8天。胚牙完成"着陆",微微嵌入子宫内膜。此时它分裂发育为几百个细胞。 受精后6星期，人形已隐约可见。这时，胚胎的心跳每分钟140—150下．是母亲心跳的两倍。 人类胚胎第8周时在子宫内的照片 此时胎儿已长到20周，他移动手臂，把手指
放在唇边，这可以促进它对吮吸的反映 。受精卵卵裂期桑椹胚囊胚（内含囊胚腔）原肠胚（内含原肠腔）胎儿形成：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹内细胞团：发育成胎儿各组织滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘：最初发育在输卵管进行有丝分裂三.胚胎发育滋养层
外胚层
中胚层
内胚层
原肠腔1.表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高？
2.将体外培养的马胚胎移植到母马子宫时，应选择什么阶段的胚胎？如果换成牛又该怎样处理？资料分析<讨论>答：马的胚胎进入子宫时发育程度最高，其次为小鼠。答：马应选择囊胚阶段的胚胎。牛在自然情况下，胚胎虽然最早可在8~16细胞阶段进入子宫，但为了提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，在实践中通常用发育到囊胚阶段的胚胎进行移植。3.为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础？请结合本节内容举例说明。 提示：胚胎工程的许多技术都是在了解哺乳动物自然条件下受精和早期胚胎发育的基础上实现的。本节涉及的哺乳动物体内受精和胚胎发育都是在自然条件下的特点和规律，人们正是在认识了这些自然规律的基础上，在体外进行有效的模拟，才使卵母细胞能在体外成熟；精子能在体外完成获能；获能精子和成熟卵母细胞能在试管内完成受精；体外受精卵能在人工培养条件下继续发育等，这些都有赖于体内自然条件下的基础研究成果。课件11张PPT。§3.2体外受精和早期胚胎培养专题3:胚胎工程§3.2体外受精和早期胚胎培养一、教学目标：
1.简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2.简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
3.认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
二、教学重点：
1.体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
2.哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
三、教学难点：
1.卵母细胞的采集和培养。
2.精子的采集和获能。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。采集良种母牛的卵母细胞卵母细胞的体外培养采集良种公牛精子精子体外获能体外受精良种牛体外受精胚胎胚胎移植受体牛良种犊牛成熟期牛屠宰加工厂市场采集卵巢中的
卵母细胞“试管牛”工厂化生产的技术流程图体外受精1.卵母细胞的收集和培养对不同动物,采取卵母细胞的方法不同2.精子的收集和获能
1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等
2)获能处理:
培养法：啮齿动物、
家兔和猪
化学法：牛、羊3.受精 在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程胚胎的早期培养培养液:
水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等.课件14张PPT。胚胎工程的应用及前景专题3:胚胎工程§3.3 胚胎工程的应用及前景一、教学目标：
1.举例说出胚胎移植和胚胎分割。
2.认同胚胎移植在胚胎工程中的作用和地位。
3.关注胚胎工程的研究进展和应用价值。
二、教学重点：
1.胚胎移植的生理学基础、基本程序和应用。
2.胚胎分割的应用意义。
3.胚胎干细胞研究的意义。
三、教学难点：
1.胚胎移植的生理学基础。
2.胚胎干细胞的概念和分离途径。一、阅读课本，完成自学导引。
二、阅读课本，讨论下列问题：
1.什么是胚胎移植？
2.胚胎移植的现状及其意义？
3.胚胎移植的生理学基础是什么？
4.胚胎移植的基本程序包括？§3.3 胚胎工程的应用及前景一.胚胎移植1.概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过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,使之发育为新个体的技术.
供体：提供胚胎的个体。
受体：接受胚胎的个体。2.胚胎移植的意义1)加速育种工作和品种改良
2)大量节省购买种畜的费用
3)一胎多产
4)保存品种资源和濒危物种
5)可充分发挥优秀个体的繁殖潜能
缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量
3.胚胎移植的生理学基础1)供体和受体相同的生理环境
2)早期胚胎处于游离状态,为胚胎的收集提供了可能
3)受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥
4)胚胎与受体建立正常的联系,但遗传物质没有改变.选择供体母牛受体母牛……同期发情处理……超数排卵供体公牛配种冲卵质量检查、培养胚胎移植妊娠检查分娩（胚胎移植的犊牛）4.胚胎移植的基本程序5.胚胎移植成功与否要有两个条件（1）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
（2）进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。二.胚胎分割1.概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术.
2.特点:后代具有相同的遗传物质.克隆.
3.选择的胚胎:发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚.
4.使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪三.胚胎干细胞1.概念:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中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.体外培养可增殖不分化.
3）在体外培养的条件下，ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。3.主要用途
(1)治疗人类的某些顽症
(2)培育出人造组织器官，用于器官移植
(3)是研究体外细胞分化的理想材料练习1.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试管中进行A2.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（ ）
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛B3.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，实现此过程的重要原因是（ ）
A.细胞分裂
B.细胞特化
C.细胞分化
D.细胞增殖C专题三 胚胎工程
高考真题
1.【2012山东35题，8分】毛角蛋白II型中间丝（KIFII）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFII基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
（1）过程①中最常用的运载工具是__________，所需要的酶是限制酶和_____________。
（2）在过程②中，用__________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是________________。
（3）在过程③中，用___________处理以获得更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行____________处理。
（4）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是______________________。在胚胎移植前，通过____________技术可获得较多胚胎。
2.【（2010海南26题】请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、 、＿＿＿＿＿以及在母体中发育和产出等过程。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其 。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是 。
（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是 、基因表达载体的构建、 和 。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是＿＿＿＿＿（显微注射法、农杆菌转化法），为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是＿（受精卵、乳腺细胞）。
考纲要求
1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础Ⅰ
2.胚胎干细胞的移植 Ⅰ
3.胚胎工程的应用 Ⅱ
第一课时
一、学习目标
1．简述哺乳动物的精子发生过程
2．简述哺乳动物卵子的发生过程
3．比较精子和卵子的发生的异同
二、自主学习 自我检测
1．精子的发生
（1）哺乳动物精子的发生是在_____内完成的。雄性动物从________期开始，直到__________衰退。
（2）第一阶段：位于_____________________先分裂为两个细胞，然后进行数次___________，
产生多个______________。
第二阶段：___________连续进行两次分裂（即___________）：MⅠ产生两个___________，MⅡ共产生____个含___________的___________细胞。
第三阶段：____经过变形，________变为________的主要部分，_______发育为头部的____，_____演变为________，________聚集在____的基部形成____。同时，其它物质浓缩为球状，叫____________。细胞核和线粒体都是_____________中的重要部分。其中，细胞核是_____________________的场所，也是参与__________________________的控制中心。而线粒体则是精子进行_____________的场所。
2．卵子的发生
（1）卵子的发生是在_____________内完成的。
（2）卵原细胞通过_______________________，演变为__________，被_________包围，形成卵泡。MⅠ是在雌性动物_________完成的，结果是产生______________和_________；MⅡ是在_______________________完成的，产生_____________和_____________。判断卵子是否受精的重要标志是__________________。一个卵泡中能形成___成熟的卵子。
（3）哺乳动物_________的形成和在________内的储备，是在______________（即__________）完成的。
（4）尚未完全成熟，仅完成_______________，需要在_________内进一步成熟，直到减数第二次分裂的_______期，才能与精子结合完成受精过程。
三、合作探究
探究一
1．请用箭头图绘出精子发生的过程的各阶段。
2．阅读P61，观察图3－2，精子变形发生了哪些变化？
3．观察P62图3－3，哺乳动物成熟的精子分为哪几部分？与动物体型大小有没有关系？
4．精子细胞变成精子过程中，细胞核和线粒体都保留，如何理解此现象？
5．为何精子中的线粒体集中在尾的基部？
探究二：
1．观察图3－4，一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
2．排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
3．刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
探究三：
1．观察图3－5，哺乳动物卵子的发生过程分哪些阶段？
2．精子和卵子在发生上的重要区别是什么？
四、讲解提高
五、当堂训练
1．一个卵泡中能形成成熟的卵子的个数是
A．１ B．2 C．４ D．８
2．排卵时，从卵巢排出的是
A．成熟的卵细胞 B. 成熟的卵细胞、透明带和放射冠细胞
C. 成熟的卵细胞、透明带和放射冠细胞和卵泡液 D.以上都不是
3．初级卵母细胞的减数第一次分裂完成于
A．排卵前后，在卵巢内 B. 受精前，在卵巢内
C. 排卵前后，在输卵管 D. 受精时，在输卵管内
4．次级卵母细胞的第二次成熟分裂完成于
A．排卵前，在卵巢内 B. 受精前，在输卵管内
C. 排卵后，在腹腔内 D. 受精时，在输卵管内
5．关于人的次级精母细胞的描述，哪一项是错误的
A．由初级精母细胞经第一次成熟分裂而来 B．一次分裂后形成两个精子细胞
C．染色体数目为23或46 D．细胞体积最大
6．下列关于生精细胞的论述中，哪一项是错误的
A．精原细胞不断分裂，一部分作为干细胞，一部分分化为初级精母细胞
B．精母细胞经历两次成熟分裂
C．精子是由精子细胞经过减数分裂来的
D．精子细胞与精子的染色体数目是相同
7．关于精子的描述，哪一项是错误的？
A．由精子细胞变态形成 B．精子一旦形成，便具有了运动能力
C．精子头侧面观呈梨形 D． 精子是处于最后发育阶段的生精细胞
8．雄性个体能产生精子的阶段是
A.初生到成年 B.初情期开始到个体衰老
C.从初情期开始,直到生殖机能衰退 D.从胚胎开始直到生殖器官的成熟
9．精子变形时，线粒体集中在尾基部的原因解释是
A．释放顶体酶发生透明带反应 B．产生能量促进精子运动
C．有利于质基因进入受精卵 D．受细胞核的挤压形成
10．排卵是指
A．卵泡从卵巢中排出 B．卵子从卵泡中排出
C．卵子从卵巢中排出 D．卵子从输卵管中排出
11．排卵时，细胞处于（ ）时期
A．卵原细胞 B．初级卵母细胞 C．成熟卵细胞 D．次级卵母细胞
12．精原细胞增殖的方式是
A.无丝分裂 B.有丝分裂 C.减数分裂 D.有丝分裂和减数分裂
13．以下说法不正确的是
A． 雄性动物从初情期开始产生精子
B．1个精原细胞可形成4个精子
C．对多数家畜来说，精子在睾丸内形成时间为两个月左右
D．动物体型大的产生的精子多且大
14．据科学家研究证实，由精细胞变性为精子的过程中，细胞核变为精子的头部，部分细胞质变为精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部的线粒体被保留下来，并集中在颈部。对这一现象的最好解释是：
(1)细胞核内含有__________________，以便传给下一代。
(2)丢弃大部分细胞质和细胞器，可使精子的体积_________，运动_________。
(3)精子快速运动主要依靠_________的摆动，其运动的动力主要产生于_________。
(4) 保留全部的线粒体的意义在于：线粒体是__________的主要场所，通过线粒体的生理活动能形成精子运动所需的__________。
第三课时
一、学习目标
1.说出胚胎分割的操作过程
2.关注胚胎工程的研究进展和应用价值。
二、自主学习 自我检测
（一）胚胎分割操作程序
1.选择发育良好、形态正常的 ，移入盛有 的培养皿
2．用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空 或直接将 移植给受体。
3．分割囊胚时要将 均等分割。此时还可用分割针分割 ，做胚胎DNA分析 。
4.局限：刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异， 的可能性有限。
（二）胚胎干细胞
1．胚胎干细胞的特点
形态上：体积小、 大、核仁明显
功能上：具有 ，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；在体外
可增殖而不发生 ；可冷冻保存；可进行遗传改造
2．意义
1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、 等病症
2）ES细胞体外诱导分化，可培育
3）ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞
三、当堂训练
1． 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是
A.试管动物培养 B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植
2.在进行囊胚切割时，要注意将( )等分。
A. 透明带 B. 滋养层 C. 内细胞团 D. 囊胚腔
3.（多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为
A.显微操作仪 B.电子显微镜 C.电子切割仪 D. 实体显微镜
4.多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为
A.显微操作仪 B.电子显微镜 C.电子切割仪 D. 实体显微镜
5．以下对于胚胎分割的描述，正确的是
A．只能对囊胚期细胞进行分割
B．囊胚阶段的胚胎分割份数越多，产生相同基因型的后代个数越多
C．胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同
D．内细胞团一般到囊胚才出现，胚胎分割时最好将其均等分割，移植成功率才高
6．胚胎干细胞的特点是
A.在形态上，表现为体积大，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性
B.在形态上，表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性
C.在形态上，表现为体积小，细胞核小，核仁不明显；在功能上不具有发育的全能性
D.在形态上，表现为体积大，细胞核小，核仁明显；在功能上具有发育的全能性
7．干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，它具有再生各种细胞、器官的潜能，医学家们正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便是成功的例证。下列说法中不正确的是
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、器官的潜能
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（异）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
8．关于ES细胞的应用叙述错误的是
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
9. 为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径上进行了大胆探索，并取得了初步成果。
Ⅰ. 2002年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生。克隆牛有3个母亲，A牛提供细胞核即供体细胞，B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入C牛子宫内。请回答下列问题：
（1）培育出的克隆牛几乎就是_____________牛复制品，这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于_______________________中。
（2）克隆牛的培育成功说明了_____________________________________________。
Ⅱ. 在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法来尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工受精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时，进行胚胎分割，均分为4份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头所需要的小牛。
（3）胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是：
_____________________________________________________。
（4）通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为___________。
A. 雌雄的可能性各占50%????? B. 全为雌性或全为雄性?
C. 全为雌性?????? D. 全为雄性
10.胚胎移植的基本程序如下图(以胚胎移植为例),请据图回答:
选择 供体母牛 受体母牛
┄┄┄┄┄┄┄┄ 同期发情处理 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄
↓
超数排卵
↓
供体公牛 →配种
↓
冲卵
↓
质量检查、培养 → 胚胎移植
↓
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
（1）对供体母牛、供体公牛的要求是______ _____。受体母牛必须和供体牛_____ ____。
(2)同期发情处理的方法是____________ ________________,它可以促进____________的分泌和______ _______的生成.
(3)一次给受体移入多胚胎,产生的多个后代,其基因型都相同吗?________
为什么? ____________________ ______________________________
第二课时
一、学习目标
1．简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤。
2．简述哺乳动物胚胎的早期培养方法。
3．认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义。
二、自主学习 自我检测
（一）体外受精
1、卵母细胞的采集和培养
(1)主要方法是：用 _ __处理，使其 ______，然后，从________ ____，直接与______________________。
(2)第二种方法：从刚_____________ _________；第三种方法是直接从__________ ________，叫______ _____。需借助______________________。采集的_____ ___ ___，都要在体外经_____ ___ 后，才能与______ __ _受精。
2、精子的采集和获能
(1)A：______ ，采用___ __ ___的方法，模仿 __________设计的装置，它能够满足 _____ _____的要求，同时配有相适应的___ __________________。B：______ ，只适用于猪和犬等体型较小，易于控制的家畜。
C：_______ ，这种方法多用于野生或经济动物。
(2)在体外受精前，要对精子进行获能处理。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用____ ，即将取自附睾的精子，放入__________中，培养一段时间后，精子就可获能；对于牛、羊等家畜的精子常采用_______ ，即将精子放在___________________。
3、受精：在 中完成受精过程。
（二）胚胎的早期培养
1、精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入_________ __中继续培养，以检查___________ _的发育能力。培养液成分较复杂，除_____ _____和____ _______外，还需添加____________ _____等营养成分，以及___ ___等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向___ __移植或_______ ____。不同动物胚胎移植的时间不同。
2、绘制流程图：
3、体内胚胎形成需要经过：____________________、_____ ____和_______ ____；体外胚胎的发育需要完成：_______ ______、______ ____和________ ________。
三、合作探究
1.乳动物体外受精技术的主要操作步骤有哪些？
2.卵母细胞的采集和培养的主要方法是什么？其它方法如何？
3.收集精子的方法有几种？各有什么具体要求？
4.精子的获能方法通常包括哪几种？具体操作如何？
5.胚胎的早期培养需要什么条件？
6.哺乳动物胚胎培养液的成分如何？
四、讲解提高
五、当堂检测
1．以下关于试管婴儿生产技术不存在的是
A、体外受精 B、细胞培养 C、胚胎移植 D、基因重组
2．下列关于促进雌性动物大量排卵的叙述中，正确的是
A. 给未成年的雌性动物注射大量的相关激素，使其排卵
B. 给性成熟的雌性动物注射大量的相关激素，使其超数排卵
C. 给未成年的雌性动物注射一定的相关激素，使其排卵
D. 给性成熟的雌性动物注射一定的相关激素，使其超数排卵
3．采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，以下原因不正确的是
A．卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟
D．冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大
4．列各组物质组成不全部属于哺乳动物胚胎的培养液成分的是
A．氨基酸、核苷酸、无机盐、激素 B．血清、激素、维生素、有机盐
C．核苷酸、维生素、血清、无机盐 D．有机盐、维生素、氨基酸、生长素
5．精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入
A. 受体动物体内 B. 培养箱 C. 发育培养液 D. 冷库冷藏
6．体外受精技术经过多年的研究，已经取得了很大进展，目前以哪种动物的体外受精技术水平最高
A．猪 B．羊 C．牛 D．家兔
7．下列动物可用培养法进行精子体外获能处理的是
A．牛 B．羊 C．驴 D．家兔
8．发展试管动物技术具有重要意义，下列关于这方面叙述错误的
A．试管动物技术可解决动物生育率低的问题
B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞
C．试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜
D．试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖
9（多选）体外受精的主要步骤是
A. 卵母细胞的采集 B. 卵细胞的采集 C. 精子的采集 D. 受精
10.关于试管动物技术的概念叙述正确的是
A. 通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术
B .通过人工操作使卵子和精子在体内成熟，在体外受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术
C. 通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并将受精卵移植产生后代的技术
D. 通过人工操作使卵子和精子在体内成熟，在体外受精，并将受精卵移植产生后代的技术
11.体外受精的场所是
A.在水溶液中 B.在盐溶液中 C. 在获能溶液或专用的受精溶液中 D.在酒精溶液中
12.下列有关受精作用的叙述错误的一项是
A．受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一平
B．受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合
C．受精卵中染色体数与本物种体细胞染色体数相同
D．受精卵中染色体来自父母双方的各占一半
13.下列关于体外受精技术的说法中，错误的是
A．体外受精技术需要的温度大约为37℃
B．体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的
C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术
D．体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制
14.对家畜进行卵母细胞采集时，可先用（ ）处理
A. 促性腺激素 B. 促性腺激素释放激素 C. 肝素 D. 性激素
15.从活体动物的卵巢中直接采卵时，不正确的方法是
A. 超声波探测仪 B. 内窥镜 C. 腹腔镜 D. 阴道镜
16.卵母细胞培养到（ ）期时，就可以与获能精子进行体外受精了
A. ＭＩ B. ＭＩＩ C. 桑椹期 D. 囊胚期
17.（多选）采取精子的方法是
A．假阴道法 B. 手握法 C. 筒握法 D. 电刺激法
18．（多选）利用假阴道采精时，要求假阴道应具备的条件是
A．适宜温度 B. 适宜压力 C. 适宜润滑度 D. 适宜气味 E. 适宜湿度
19.在体外受精前，要对精子进行
A. 纯化处理 B. 获能处理 C. 电刺激 D. 超声波处理
20.（多选）精子体外获能的方法有
A. 化学法 B. 电刺激法 C. 培养法 D. 冷藏法
21.（多选）用化学法使精子获能，采用化学药物是一定浓度的
A. 氯化钠溶液 B. 肝素 C. 钙离子溶液 D. 磷酸缓冲液 E. 钙离子载体A23187
22.精液保存的方法是
A．高温保存 B. 常温保存 C. 低温保存 D. 超低温保存
专题三
高考试题
1.（1）质粒； DNA连接酶
（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）； 维持培养基（液）的PH稳定
（3）促性腺激素（或促滤泡素，孕马血清）； 去核
（4）（早期）胚胎培养 胚胎分割
2.（1）早期胚胎培养（1分） 胚胎移植（2分）
（2）获能 第一极体（每空1分，共2分）
（3）促性腺激素（其他合理答案也给分）（2分）
（4）获取目的基因（2分） 将目的基因导入受体细胞（2分）
目的基因的检测与鉴定（2分） 人干扰素基因（或目的基因）（1分）
终止子（1分） 标记基因（1分） 显微注射法（1分） 受精卵（1分）“汉水丑生
第一课时
参考答案
当堂训练
1—7 A D A D D C B 8--13 C B B D B D
14、(1)遗传物质 (2)减小 加快 (3)尾 线粒体 (4)有氧呼吸 能量
第二课时
1.D 2.D 3.D 4.D 5.C 6.C 7.D 8.D 9.ACD 10.A 11.C 12.A 13.B 14.A 15.D 16.B 17.ABD 18.ABC 19.B 20.AC 21.BE 22.D
第三课时
1.C 2.C 3.AD 4 .AD 5.D 6.B 7.C 8.D
9（1）A（供核牛）? 细胞核?
（2）体细胞的细胞核几乎具有发育为新个体的全部遗传信息??
（3）此时还未出现细胞分化? （4）B
10. (1)具优良遗传性状的同种牛 （2）是同一物种
（3）注射促性腺激素 性激素 卵子 （3）不一定相同。因为这些胚胎都是由不同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可能不同
专题三检测题答案
1.(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)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
2. (1)32 全能细胞 囊胚 原肠胚 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 (2)不能 获能 (3)桑椹胚或囊胚 内细胞团均等 遗传物质 (4)早期 增殖 分化 组织细胞 组织器官
3. (1)供体1和供体2 注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵 (2)诱导精子获能
(3)胚胎移植 (4)内细胞团 生殖腺(原始性腺)
(5)雌性或雄性
4.(1)囊胚 原始性腺 (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 (6)间 (7)B淋巴 特异性抗体
5. (1)在大于800 lx的光照条件下培养 (2)聚乙二醇(PEG) 细胞全能性 克服不同生物远源杂交不亲和的障碍 (3)既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体 特定的选择培养基 (4)顺序如右图所示
6. (1)促性腺 (2)早期胚胎 (3)D、E (4)滋养层 (5)不一定相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来，它们的基因型可能相同，也可能不同 (6)提取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 (7)叶绿体或线粒体的遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来。
7. (1)基因工程、核移植技术、动物细胞培养等 (2)目的基因 限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体
(3)胰蛋白酶 卵细胞体积大易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性
(4)C 桑椹胚和囊胚 (5)荷斯坦奶牛 因为个体⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛，⑥主要为胚胎发育提供营养和场所 PCR技术 XX 转基因克隆动物 (6)节约资源、降低成本等 乳腺(房)生物反应器
8.(1)获能 (2)动物血清 调节pH (3)受精卵甲 显微注射法 乳汁 牛乳中含有人的干扰素 (4)胚胎分割移植
专题三单元检测试题
1．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。
受精卵试管牛
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，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)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是______________；获得转基因母牛后，如果__________________________即说明目的基因已经表达。
2．如图表示胚胎工程培育优质奶牛的基本流程：
―→―→―→―→―→―→―→
（1）桑椹胚是胚胎细胞数目为________个左右的胚胎，这个阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜力，属于________________。补充填写胚胎发育的几个重要阶段：受精卵―→桑椹胚―→________―→________。优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活，其生理基础是________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在优质奶牛的培育过程中，为了能够快速繁殖，常用体外受精技术，其过程为：
卵母细胞体外受精―→受精卵培养
该过程中卵母细胞可以直接在体外受精吗？________(“能”或者“不能”)，在进行体外受精前要对精子进行____________处理。
(3)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可进行胚胎分割。应选择发育到________________时期的胚胎进行操作，进行分割时，应注意将________________分割，通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的________。
(4)胚胎干细胞(简称ES细胞或EK细胞)是由________胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞。具有很强的________能力和多向________的潜能。ES细胞将会给人类移植医学带来一场革命，原因是ES细胞可以被诱导分化形成新的________，还可以培育出新的________________。
3．胚胎工程技术包含的内容很丰富，下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：
(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_____________________________________；
为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入促性腺激素，而不是性激素，原因是___________________________________________________________________________。
(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的 。
(3)通过应用2获得小牛，涉及胚胎工程的最后一道“工序”是 。
(4)应用3中的细胞D取自囊胚的________，细胞C取自牛胎儿的__________________。
(5)应用4中获得二分胚①和②，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别是______。
4．如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的________中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是______。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图中的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能作为供体细胞的是成熟的____________，其原因是 ___。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的________期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用____________细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌________________的杂交瘤细胞。
5.有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，请据图回答相关问题：
（1）若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr的两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时都不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是
(2)若a、b表示两种植物体的细胞，则采用化学法形成c时，一般是用 作为诱导剂。由d细胞形成杂种植株的原理是 ，这种育种方法的优点是
。
(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞的特点是____________________。用
筛选获得d细胞，然后再经克隆化培养和抗体检测、筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来，顺序是 。
6.如图是通过体外受精培育小鼠的过程图，请据图回答下列问题:
(1)①所用的方法是用 处理，从
采集卵子。
(2)②是 过程，因此小鼠的生殖方式是 。其常见的可遗传的变异类型有 。
(3)③过程是 ，其培养液成分与动物细胞培养液的成分相似，但前者含有的是后者不含有的，则前者含有__________________________________________。
(4)④过程是 ，移植的胚胎是在 阶段之前。
随着人们生活水平的提高，乳制品需求越来越大，为了扩大生产，提高产崽率，要进行良种牛的培育。下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：
(1)用 激素处理使供、受体母牛同期发情。
(2)冲卵实质上是用特定装置将供体母牛子宫内的 冲洗出来。
(3)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有 。
(4)图中标号3为 ，它将来发育为胎膜和胎盘。
(5)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？为什么？
___________________________________________________________________________
(6)若对A细胞利用基因工程技术加以改造，将人的血清白蛋白基因导入，在成体的雌牛的乳汁中提取出人血清白蛋白。该基因工程操作的基本步骤是：____________________
_________________________________________________________________________。
(7)对于植物来说，导入外源基因，容易引起基因污染，科学家就将外源基因导入叶绿体或线粒体内，原因是: _________________________________________________________。
7.随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：
在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有_________________________。
(2)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用________________等工具来构建基因表达载体。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的卵细胞去核后作为受体，不用普通的体细胞，原因是____________________________________。
(4)从A～D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法________，把⑤送入⑥的最佳时期是_________________________________。
(5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和_______最相似，为什么？ ，如果②的数量太少常用____________来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫做____________。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物的优越性在于________。⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，这类的转基因动物被称为________。
8．控制哺乳动物性别对于畜牧生产具有重要意义。目前，通过分离精子技术选择含不同性染色体的精子进行受精是控制哺乳动物性别的有效方法。含X染色体的牛精子中DNA含量比含Y染色体精子高4%左右，人们现在能够利用这一差异把牛含X染色体的精子与含Y染色体的精子分离。
请结合图解回答：
(1)精子在受精以前必须进行________处理。
(2)受精卵在体外培养时，培养液中除加入必需的葡萄糖、氨基酸、无机盐离子、维生素、激素等外，还要加入少量的________及通入一定浓度的CO2，通入CO2的主要目的是________________。
(3)如果想利用牛乳腺反应器生产人的干扰素，应选择上图中的________________为受体细胞，将基因表达载体导入受体细胞的常用方法是________________；要最终确定目的基因是否表达，需要对牛的________进行检测，若________________________，说明目的基因成功表达，否则说明目的基因没有表达。
(4)该受体细胞培养至一定时期可通过________________________的方法，从而一次得到多个转基因牛个体。
