课件41张PPT。第二节 良种化胚胎工程课程标准?
简述胚胎工程的理论基础。
课标解读?
1．简述人工授精的过程及意义。
2．简述胚胎移植的基本程序和意义。
3．了解体外受精和胚胎培养的基本过程。
人工授精是指用相应的器械采集___________，再将其注入到正在___________________中，使_________的过程。
(1)选择_________的公畜，_________。
(2)对获取的精液样品_________，确定精液的质量。高质量的精液可以放入液氮罐中______________备用和运输，也可直接用于授精。
人工受精1．概念公畜的精液发情的母畜的生殖道母畜受孕2．主要步骤优良性状人工采精进行检查冻存(－196℃)(3)将精液用_________注入到正在_________________中，使精子和卵细胞结合受精。
(4)母畜经_________，产出具有_________的幼仔。
(1)有效地发挥了_______________。
(2)明显地提高了_________。
(3)省去了_____________的麻烦。
人工授精产生后代属于哪种生殖方式？为什么？
提示 有性生殖。因为经过了精子和卵细胞的受精。
[思维激活1]3．意义人工方法发情的母畜生殖道自然妊娠优良性状优良公畜的特性配种效率大型家畜运输人工授精的理论基础
(1)概念
指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入到正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程。
(2)理论基础
优良性状公畜的后代，一般也会继承父本的优良性状，所以可以通过人工授精技术，改良家畜的性状。
1．2．人工授精过程
下列不属于人工授精的优点的是 ( )。
A．可以有效地发挥优良公畜的特性
B．可以显著提高公畜的配种效率
C．后代一定能继承公畜的所有优良性状
D．可以省去大型家畜运输的麻烦
解析 通过人工授精技术获得后代，仍属于有性生殖，后代具有较大的变异，不一定能继承亲本的所有优良性状。
答案 C
【巩固1】
(1)给良种母畜注射适宜剂量的___________，使其排出众多的卵细胞，称为_________。
(2)采用_________或自然交配的方式，使良种公畜的精子在良种母畜体内同众多的卵细胞受精，并发育成_______
___。
(3)把冲胚得到的_________移植到多个母畜子宫内继续发育。
(4)良种母畜恢复后，可继续进行_________。
胚胎移植
1．主要步骤促性腺激素超数排卵人工授精早期胚胎早期胚胎超数排卵
克服像牛等经济动物自然繁殖产仔量少的问题，加快畜牧业___________的步伐。
(1)胚胎冻存：将_________置于一定的_______中，再加入一定量的___________，放入______________中保存。
(2)胚胎分割：在显微镜下，将__________用特制的______分成______或_____，每一等份胚胎经过_________得以
_____，被分别___________的“代孕妈妈”体内。
(3)植入前性别的鉴定：通过___________对胚胎性别进行鉴定，按_________进行移植以生产_________的幼仔。
2．意义良种化改造3．辅助手段早期胚胎防冻保护剂培养液－196℃的液氮早期胚胎切割针2等份更多短期培养修复移植到不同不同的手段限定性别所需性别 胚胎移植时对公、母畜及代孕母畜的性状要求有何不同？
提示 公、母畜的遗传性能和生产性能都要求优秀；代孕母畜只要体质健康、具有正常繁殖能力即可。[思维激活1]
(1)概念
胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎移植到同种的生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之发育成新个体的技术，它是胚胎工程的最后一道工序。
(2)基本程序(以牛胚胎移植为例)
①选择优良供体、受体母牛，注射激素，进行同期发情处理。
②对供体母牛注射促性腺激素，进行超数排卵处理。
③选择同种优秀的公牛进行配种(自然交配)或人工授精，1．胚胎移植使良种公畜的精子在良种母畜体内同众多的卵母细胞受精，并发育成早期胚胎。
④冲胚法收集胚胎。
⑤对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段，可冷冻保存或移植。
⑥胚胎的移植：包括手术法或非手术法。
⑦对受体母牛进行是否妊娠的检查。
⑧受体母牛产下犊牛。
(3)意义
克服经济动物自然繁殖产仔量低的问题，充分发挥优良母畜的繁殖潜力，加快优良种畜的繁殖速度。
特别提醒 胚胎移植的生理学基础
(1)哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，这为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
(2)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这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，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。
(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，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(3)选择的胚胎：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
(4)主要仪器设置：实体显微镜和显微操作仪。
(5)过程方法：用机械法分割胚胎
2．胚胎分割
分割的半个胚胎直接移植给受体，或注入预先准备好的空透明带中，在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内
(6)意义：提高了胚胎的利用率。
特别提醒 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意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。
(1)概念：通过不同的手段对胚胎性别进行鉴定。
(2)取材：滋养层细胞(囊胚的外部细胞)。
(3)意义：按限定性别进行移植以生产所需性别的幼仔，减少移植过程的盲目性。
3．性别鉴定 胚胎移植的过程不包括 ( )。
A．对供体和受体的选择和处理
B．对胚胎的收集、检查和培养
C．移植后的检查
D．激素刺激胚胎发育
解析 胚胎发育是在受体母畜体内进行的。
答案 D
【巩固2】
(1)采用_________的方法，使母畜卵巢内同时产生_______
_________，利用_____________从母畜体内采集这些
_________，或直接从屠宰母畜的_____内获取________。
(2)在人工模拟环境下使_________成熟，获得_____能力。
(3)在适宜体外条件下，使成熟的卵母细胞_____。
(4)培养受精卵，使之完成_____和_________。
(5)采用_________的方法繁育优良后代。
意义：解决了_________________不足的问题，使母畜的生殖潜能充分发挥出来。
体外受精和胚胎培养1．主要步骤注射激素更多的卵母细胞超声波引导法卵母细胞卵巢卵母细胞卵母细胞受精受精卵裂早期发育胚胎移植良种母畜卵母细胞2．
体外授精是指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。其原理是在人工模拟体内的环境下，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。主要步骤包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等。
(1)卵母细胞的采集和培养
①采集方法：对于小型动物如小鼠、羊等，常用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取卵子。对于大型动物如牛等，从刚屠宰的雌性动物的废弃的1．体外授精卵巢内采集卵母细胞；也可进行活体采卵，借助超声探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。
②培养方法：从输卵管中冲取的卵子可以直接与获能的精子在体外受精。从卵巢中采取的卵母细胞需要在体外人工培养成熟后才能与获能精子受精。
(2)精子的采集和获能
①采集方法：主要分为假阴道法、手握法和电刺激法。
假阴道法是用特制的假阴道，满足雄性动物交配时对压力、温度和润滑度的要求。同时要配备有与供精动物相适应的台畜，训练动物爬跨台畜，借假阴道收集精液。
手握法是通过徒手或戴乳胶手套的手，直接把握雄性动物阴茎，施以适当压力和刺激即可引起射精，并可收集富含精子的精液。
电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于腰荐部的射精中枢引起射精，此方法只适用于野生或某些经济动物。
此外，对于啮齿类的实验动物可在处死后从附睾尾收集精液。
②精子获能：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的方法有化学诱导法和培养法。
对于啮类动物、家兔和猪等动物的精子常用培养法：将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中培养，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化学诱导法：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。
(3)受精
获能的精子和成熟的卵子在体外合适的环境下(获能液或受精液)共同培养一段时间，方可受精。
精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。当胚胎发育到适合的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
2．胚胎培养 关于体外授精技术的叙述正确的是 ( )。
A．受精过程和胚胎发育，可以在试管中进行
B．精子获能后才具备受精的能力，而卵细胞则不需要获
能
C．获能的精子和培养成熟的卵子反应后即可移入母牛子
宫内
D．体外授精得到的受精卵必须培养到一定阶段才可以移
植
解析 获能的精子和培养成熟的卵子受精后形成的受精卵要培养一段时间后才能移入母牛的子宫内。
答案 D
【巩固3】 下列有关动物胚胎移植的叙述中，不正确的是( )。
A．只有从受孕母畜体内取出的胚胎才能移植
B．供体母畜的职能是产生具有优良遗传特性的胚胎
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
思维导图：
【例1】解析 胚胎移植是将雌性动物的早期胚胎，或者体外受精及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。
答案 A
归纳提升
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
【例2】思维导图：
解析 体外授精的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。因此卵母细胞必须在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植，移入母体后继续发育形成幼体并产出。
答案 C
归纳提升 试管动物技术
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，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎的培养和胚胎移植技术。其生产流程可用下图表示：
胚胎分割是指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。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，注意在囊胚阶段分割时，内细胞团要均等分割。
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，在显微镜下用分割针或分割刀把胚胎——————探究胚胎分割————————技法必备分割开，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。
注意：胚胎分割的份数越多，移植的成功率就越低。早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到。再者，细胞数目是有限的，分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会减少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
下图为经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。
(2)进行胚胎分割时，应选择发育到________时期的胚胎进行操作。
(3)②指的是________。
能力展示(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是__________________________________。
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意__________。
(6)受体母牛必须和供体牛属于________。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是____________________。
解析 本题考查胚胎工程的应用。将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可进行卵裂，卵裂经过体外培养形成早期胚胎，为了快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割，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。在对囊胚阶段的胚
胎进行分割时，要注意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。大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
答案 (1)(次级)卵母细胞 获能
(2)桑椹胚或囊胚
(3)囊胚腔
(4)具有相同的遗传物质
(5)要将内细胞团均等分割
(6)同一物种 受体子宫对外来胚胎基本上不发生排斥反应
对实验动物进行采卵，用到的激素是 ( )。
A．性激素 B．促性腺激素释放激素
C．促性腺激素 D．醛固酮
答案 C
加拿大的荷斯坦奶牛每年产奶量可达10 t以上。我国引进的1 000头牛胚胎，是由荷斯坦公牛的精子和荷斯坦母牛的卵细胞受精后形成的，并移植到黑龙江当地的受体牛中。这些牛产下的牛犊育成后，可替代年产量不足3 t的当地奶牛。这些牛犊的优良性状 ( )。
1.2．A．只来自荷斯坦公牛
B．只来自荷斯坦母牛
C．来自荷斯坦公牛和母牛
D．来自黑龙江当地奶牛
解析 引进的牛胚胎是由荷斯坦牛的精子和卵细胞受精后发育而成的，细胞内的基因来自荷斯坦公牛和母牛，所以生产的牛犊的性状与荷斯坦公牛和母牛一致。黑龙江当地母牛作为“代孕妈妈”，只是为这1 000头胚胎的发育提供了发育环境。
答案 C
牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答问题。
(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．(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)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？
__________________________________________________
________________________________________________。
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胚过程。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正常的繁殖能力。(3)因在桑椹胚和囊胚期内细胞团细胞还未开始分化，所以应在此时期进行分割。
答案 (1)超数排卵 冲胚 胚胎移植
(2)能产生具有优良遗传特性的胚胎 健康的体质和正常的繁殖能力 (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)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
课堂小结课件42张PPT。第三节 胚胎工程的新进展课程标准?
举例说出胚胎工程的应用。
课标解读?
1．了解胚胎细胞核移植的过程和意义。
2．了解嵌合体的培育过程及意义。
3．举例说出转基因动物的应用。
借助_________技术，把早期胚胎细胞的___取出，将其注入到预先_____________中，使之在体内或体外发育成
_________ __________，这项技术称为胚胎细胞核
移植。由此得到的早期胚胎称为_______，发育成的动物
个体称为___________。
胚胎细胞核移植1．概念显微操作核去核的卵细胞成熟个体重组胚核移植个体甚至早期胚胎
因供体核来源于___________，所以所有的核移植个体在遗传性状上是___________。通过连续_______________的方式培育出的动物，完全保留了_____的遗传性，并可
_______地获得遗传性状_________的后代。
该技术对于扩大_________的繁殖以及拯救濒危_________具有重要意义。
动物细胞核移植的成功可以说明什么？
提示 动物细胞核具有全能性。
2．特点同一个胚胎完全相同的胚胎细胞核移植亲代无限度完全相同3．意义优良家畜野生动物[思维激活1]
(1)概念
胚胎细胞核移植是指借助显微操作技术，把早期胚胎细胞的核取出，注入到预先去核的成熟卵母细胞或是去核的受精卵中，使之在体内或体外发育成早期胚胎甚至成熟个体的技术。
(2)意义
①扩大了优良家畜的繁殖，并能保持亲本优良性状。
②用于拯救濒危野生动物。
1．胚胎核移植及其意义2．胚胎细胞核移植的过程
特别提醒 ①克隆动物的生殖方式：无性繁殖，基因型与提供细胞核的亲本完全相同。
②理论依据：动物细胞核的全能性。
③培养过程常用的技术手段：细胞核移植、胚胎移植、动物细胞培养等。 胚胎细胞核移植与胚胎移植的最大区别是 ( )。
A．将早期胚胎植入受体母畜体内
B．将胚胎细胞核取出后注入去核卵细胞中
C．胚胎培养
D．可用于培育优良家畜
答案 B
【巩固1】
嵌合体是指利用 _________的方法，将不同品种甚至不同
种的_______或_________镶嵌在一起，体外培养至_____，
再将其_____到一个“代孕妈妈”体内，最终培育出具有
_____遗传性状的完整个体。
(1)研究_____________过程中的一系列现象和问题，如早期胚胎的_______、_________的机理、性别是怎样决定的，在胚胎发育过程中基因的_____和_____等。
嵌合体1．概念胚胎工程受精卵早期胚胎囊胚不同移植2．应用动物胚胎发育全能性细胞分化表达调控(2)建立实验动物_____________，研究_________和_____
_____；
(3)在家畜改良方面，由于嵌合体动物_________________的基因于一体，有可能把亲代动物的_____________集中地表现出来，形成具有高度_________的杂合个体，这样不仅能成倍缩短家畜_________，而且也为创造_____的家畜品种提供了新的技术手段。
遗传病的模型治疗方案筛选药物可集不同品种动物优良遗传性状杂种优势改良时间新型
“基因敲除”与嵌合体猪
(1)猪器官的特点
猪的内脏器官在大小、结构和功能上与人体器官相近，是人体器官移植的最佳材料。但由于猪细胞表面有一些蛋白质会导致人体免疫系统产生强烈反应，因而猪器官还不能直接用于人体器官移植。
1．嵌合体形成的过程2．(2)“基因敲除”后的嵌合体猪
科学家利用胚胎干细胞具有无限增殖和发育全能性的特点，采用“基因敲除”技术，将猪胚胎干细胞中主要组织相容性抗原基因去除，再将这些干细胞注入到正常猪的囊胚中，经胚胎移植培育出嵌合体猪。经选育可获得不含主要组织相容性抗原基因的猪，这些猪可为人类提供移植所需的器官。
动物嵌合体技术的产物是 ( )。
A．重组胚 B．核移植个体
C．嵌合体动物 D．杂合子动物
解析 动物嵌合体技术可生产出嵌合体动物，用于科学研究或生产实践。
答案 C【巩固2】(1)“超级小鼠”的培育
20世纪80年代，科学家首次将大鼠的_____________导入小鼠_______中，再将后者_____到代孕母鼠体内发育，获得带有大鼠_____________的转基因小鼠。这些小鼠由于表达出了大鼠的_________，因而生长较快，成年鼠的体重是正常小鼠的___倍。
(2)动物转基因技术的应用
a．科学家将抗_____、抗_____、_______等的基因转入经济转基因动物1．动物转基因技术生长激素基因受精卵移植生长激素基因生长激素两低温疾病荧光素或实验动物体内，以改善动物的_____或用于_________。
b．利用____________和___________生产供人类移植的器官。
(1)概念：将药用蛋白的_________导入_____家畜的体内，并使之在家畜的_____中特异性_____出相应的产物。
(2)意义：利用动物“生物反应器”生产_________具有许多优点，给制药行业带来美好前景。
培育转基因动物常用的转化方法和受体细胞分别是什么？
提示 显微注射法、受精卵。
[思维激活2]品质科学研究基因敲除法转基因动物2．动物“生物反应器”外源基因雌性乳腺表达药用蛋白(1)概念：通过基因工程的方法，将外源基因导入动物的受精卵或早期胚胎中，并使这些基因有效和稳定地整合在动物染色体基因组中，且能表达相应产物。这些动物被称为转基因动物。
(2)应用
①用于提高动物生长速度
a．原理：外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，因此将外源生长激素基因导入动物体内以提高动物生长速度。
b．成果：如转基因绵羊，其生长速率比一般的绵羊提高1．转基因动物及其应用30%，体型增大50%；转基因鲤鱼9个月后比一般鲤鱼重1.5 kg等。
②用于改良畜产品的品质
例如，有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大减低，但其他营养成分不受影响。
③用转基因动物作器官移植的供体
科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
利用动物“生物反应器”生产药用蛋白
(1)原理：将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为动物“生物反应器”。
(2)成果：目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品。
(3)优点：产量高、质量好、成本低，易提取。
2． 上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药用蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指 ( )。
A．提供基因的动物
B．基因组中增加外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物
D．能表达基因信息的动物【巩固3】解析 转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。转基因动物是指基因组中增加了外源基因的动物。题中的转基因牛携带有外源白蛋白基因。
答案 B
核移植并不是一个新的概念，早在1938年德国发育生物学家Spemann就首先将核移植技术用于研究细胞分化。20世纪50年代Briggs等率先在两栖类动物中开展这项技术，随后Gurdon及其同事报道蟾蜍核移植获得成功。在随后的一系列哺乳动物核移植研究中，采用胚胎细胞核作为核供体进行核移植，在小鼠、兔、猪、绵羊以及牛等动物中获得成功。这些早期研究使人们形成了一种定性思维，即认为核移植胚胎的发育潜能会随着供体核年龄的增【例1】加而降低，而且随着细胞的进一步分化，细胞核可能会更难在被去核的未分化受体细胞内发生核重排。比如来自蝌蚪的体细胞进行可以获得成年动物，而采用成体青蛙的体细胞进行就得不到。这种认为体细胞核移植不可能成功或者非常困难的观点一直持续了几十年。然而1997年wilmut等将成体动物的乳腺上皮细胞注入去核的卵子中获得克隆羊Dolly的成功推翻了人们的这些看法。自此以后体细胞克隆动物相继在牛、小鼠、山羊、猪等动物中取得成功。
根据以上材料，回答下列问题。
(1)动物细胞核移植技术分为__________核移植和____________核移植两类，其中__________核移植较难，原因是__________________________________________。
(2)克隆动物属于__________(无性或有性)生殖，其性别决定于____________________，因此，克隆羊Dolly的性别是__________性。
(3)如果动物的克隆技术发展成熟并运用于人类自身，将对人类产生什么影响？______________________________
________________________________________________。
思维导图：
答案 (1)动物胚胎细胞 动物体细胞 动物体细胞 体细胞分化程度大，全能性的发挥受到限制
(2)无性 提供细胞核的供体 雌
(3)正面影响：用人类自身体细胞克隆生产用于器官修补移植的材料；负面影响：克隆人会引起人类社会伦理混乱
归纳提升 核移植技术问题归纳
(1)过程：一个细胞的细胞核与去核后的卵细胞质形成一个重组细胞，经诱导发育成一个重组胚胎，再经胚胎移植，在受体内发育成一个新个体。
(2)实质：无性繁殖。
(3)分类：依据供核细胞分为体细胞核移植和胚胎细胞核移植。
(4)主要技术手段：核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术、动物细胞培养技术等。
继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得一定进展。最后，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答下面的问题。
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的技术是____________________________________________。
(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入________中，原因是__________________________________________。
(3)通常采用________________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异性表达。
【例2】思维导图：
解析 (1)将目的基因(人生长激素基因)导入动物细胞(小鼠受体细胞)的常用技术是显微注射技术。(2)在哺乳动物细胞中，受精卵或早期胚胎细胞的全能性更容易表达，因此，在动物细胞工程中常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞。(3)检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因的技术是DNA分子杂交技术。(4)由题中信息可知，人生长激素基因在小鼠的膀胱上皮细胞内进行了特异性表达。
答案 (1)显微注射技术
(2)受精卵(或早期胚胎) 受精卵(或早期胚胎细胞) 具有全能性，可使外源基因在相应组织表达
(3)DNA分子杂交
(4)膀胱上皮
归纳提升 乳腺生物反应器
乳腺生物反应器生产的操作流程是：获取目的基因(如血清白蛋白基因)→构建基因表达载体(将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起)→通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中→将受精卵培育成早期胚胎→将早期胚胎送入母体内，使其生长发育成转基因动物。
转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。要想让目的基因在特定的细胞内表达，就需要让在该组织细胞内特异性表达的基因的调控组件与目的基因重组在一起。生物反应器的培育中一般会用到基因工程技术、动物细胞培养、胚胎的早期培养技术、胚胎移植技术。
用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”，如含有人胰岛素基因的大肠杆菌菌株，含有抗虫基因的土壤农杆菌菌株都是“工程菌”。
用基因工程方法制造的“工程菌”，可以高效率地生产各种高质量、低成本药品，如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等。基因工程药品是制药工业上的重大突破。下面就胰岛素和干扰素的情况作些介绍：
————探究基因工程药品的产生—————技法必备 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100 kg胰腺只能提取4 g～5 g胰岛素。用这种办法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能满足社会的需要。1979年，科学家将动物体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌内表达成功。1982年，美国一家公司用基因工程的方法生产的胰岛素，开始投放市场，其售价比用传统方法生产的胰岛素的售价降低了30%～50%。
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白，是一种抗病毒的特效药。另外，干扰素对治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病也有一定的疗效。传统的干扰素生产方法是从人体血液中的白细胞内提取出来的。1980～1982年，科学家用基因工程的方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素。从1987年开始，用基因工程方法生产的干扰素进入工业化生产，并且大量投放市场。
糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”。治疗该病的胰岛素过去主要从动物(如猪、牛)中获得，自20世纪70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产胰岛素，其操作的基本过程如下图所示。
能力展示(1)图中基因工程的基本过程可概括为“四步曲”，即____。
(2)图中的质粒存在于细菌细胞内，在基因工程中通常被用作________，从其分子结构可确定它是一种________。
(3)根据碱基互补配对的规律，在________酶的作用下，把图中甲与乙拼接起来(即重组)，若a段与d段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA，则b段与c段分别是________。
(4)细菌进行分裂后，其中被拼接起来的质粒也由一个变成两个，两个变成四个……质粒的这种增加方式在遗传学上称为________。目的基因通过活动(即表达)后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素，这是因为基因具有控制________合成的功能，该过程包括________。
解析 人的胰岛素的大量生产，首先利用基因工程把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，培育成“工程菌”，然后利用发酵工程让“工程菌”大量繁殖，通过发酵生产人的胰岛素。
答案 (1)目的基因的获得、重组载体的构建、重组载体的导入和筛选、目的基因的表达和鉴定
(2)载体 环状DNA
(3)DNA连接 TTAAG、GAATT
(4)DNA扩增 蛋白质 转录和翻译
1982年美国科学家将人的生长激素基因转移到了小鼠体内，得到了“超级小鼠”，此转基因技术的受体细胞是
( )。
A．卵细胞 B．去核卵细胞
C．受精卵细胞 D．乳腺上皮细胞
解析 由于目前还不能体现动物体细胞的全能性，所以应该用受精卵细胞，才能在个体及其后代形成可遗传变异。
答案 C
1.良种家畜的繁殖必须要求保持亲本的优良性状。下列哪项技术最能保持亲本的优良性状 ( )。
A．人工授精 B．体外受精
C．转基因技术 D．胚胎细胞核移植
解析 保持亲本的优良性状应用无性繁殖技术。
答案 D
2．人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类传染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入乳牛细胞中，那么，利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：a.将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞，形成重组细胞①；b.取出重组细胞①的细胞核，注入去核牛卵细胞中，形成重组细胞②；c.将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题。
3．(1)重组细胞①实现了_______________________________
的重组，而重组细胞②则实现了______________________
的重组。
(2)若将早期胚胎分割成若干个胚胎细胞，让其分别发育成一头小牛，这些小牛的基因型是否相同？说明理由。
__________________________________________________
________________________________________________。
(3)为什么实际过程中第一步要选择“雌性奶牛胚胎”？
__________________________________________________
________________________________________________。(4)②及(2)中分别利用的胚胎工程技术是________和________，胚胎工程的终端环节是________。
(5)上述过程实现了________工程和________工程的综合运用。
(6)若发育成的转基因小牛分泌的乳汁中含有人的血清白蛋白，则说明____________________________________。
解析 本题考查基因工程与胚胎工程综合运用的问题。胚胎工程是目前在良种繁殖、拯救濒危动物，以及生产试管动物和婴儿诸多领域应用十分广泛的一项技术，诸多技术最终都要通过胚胎移植得以实现。
答案 (1)人体血清白蛋白基因与奶牛胚胎细胞中DNA
去核卵细胞的细胞质与重组细胞①的细胞核 (2)相同。因为它们都是由重组细胞②经过有丝分裂(卵裂)产生的
(3)目的基因表达的产物是人血清白蛋白，利用雌性奶牛可通过产奶把这种“表达物质”分泌出来 (4)核移植 胚胎分割移植 胚胎移植 (5)基因 胚胎 (6)人体血清白蛋白基因在奶牛的乳腺中得以表达
课堂小结课件21张PPT。章 末 整 合试管动物与克隆动物的比较胚胎移植、胚胎分割与嵌合体
(1)胚胎移植被形象地比喻为“借腹怀胎”，让精子和卵细胞经体外授精，培育为胚胎，再把胚胎送入经过激素处理、可以接受胚胎移入的母体子宫内，孕育出新个体。
(2)胚胎分割是指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到受体母畜中发育，制造出同卵多胎的技术，生出的后代的遗传物质几乎完全相同。
(3)嵌合体是指将2枚或2枚以上的同种或异种动物的胚胎的部分或一部分细胞融合起来，使之成为一个胚胎，再移植到受体母体子宫中生长发育形成后代的技术，后代个体具备两个或两个以上胚胎的遗传物质。
概念比较1.说明：后两者都要用到胚胎移植。
囊胚与胚囊的区别
(1)存在：囊胚是动物胚胎发育的一个阶段，受精卵经卵裂形成的内部具有一个空腔的球状胚胎叫囊胚。胚囊是植物胚珠的组成部分，由大孢子母细胞经减数分裂形成的一个大孢子，经三次有丝分裂形成八个核的胚囊，近珠孔端有一个卵细胞和两个助细胞，远珠孔端有三个反足细胞，胚囊中央有两个极核。
?(2)发育去向：囊胚进一步发育为动物的原肠胚。而胚囊完成双受精后，受精卵和受精极核分别发育为胚和胚乳。
?
?
?2.简析 (1)胚胎移植
①原理：细胞的全能性，属于有性生殖。
②过程
③用途：解决动物和人的不育问题，提高良种家畜的繁殖力。
细胞核移植与胚胎移植(2)细胞核移植
①原理：动物细胞核的全能性。该过程属于无性生殖
②过程
③特点：克隆动物D核内遗传物质全都来自供核的A生物，质基因则来自受体细胞B。
④运用去核卵细胞作为受体细胞的原因：卵细胞大，便于操作；卵细胞的细胞质含有激发核全能的物质。
⑤用途：快速繁殖良种、挽救、濒危的动物，改良动物新品种。
为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。
请根据图示信息回答：
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的生物工程技术有____________等。
(2)用来促进B牛多排卵的激素可能是______分泌的促性腺激素。E牛的性别是______。【典例1】(3)产生F牛的理论依据是____________，其生殖方式属于____________。
(4)要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是______，转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的______________等细胞器。
解析 从题中可以看出，产生试管牛和克隆牛的技术比较复杂，如体外授精、细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等，但方法Ⅰ和方法Ⅱ都用到的主要是动物细胞培养技术和胚胎移植技术。试管牛E是胚胎移植的产物，其性别由精子和卵细胞结合成的受精卵中的性染色体决定；而克隆牛F的性别只能是雌性，因为它是奶牛(雌)的体细胞克隆而来的，其性染色体与奶牛相同。高产奶牛基因导入受精卵后，此受精卵发育成牛的所有细胞中都会有此目的基因，但只有其乳腺细胞才能将此基因表达出来，表现出高产奶率的性状。
答案 (1)动物细胞培养和胚胎移植 (2)垂体 雌性或雄性
(3)动物细胞核的全能性 无性生殖 (4)受精卵 内质网、高尔基体、线粒体
简析 (1)人工授精是指用器械采集公畜的精液，将其注入到正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程。
(2)体外授精是指将人工采集的精子和卵细胞培养成熟，并使其在体外完成受精的过程。
(3)二者均完成了精子和卵细胞的受精过程，属于有性生殖；产生的受精卵发育成早期胚胎后均可进行移植。
人工受精与体外受精 下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________。【典例2】(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，后者则含有________。
(4)④过程是________，移植的时机是在________阶段。
(5)上述过程中，若将获取的精子注入雌鼠体内则属于________。
解析 小鼠常用的采集卵母细胞的方法是用促性腺激素处理，促进其超数排卵，然后从其输卵管中收集卵子，卵子与精子结合的过程称为受精，因此小鼠的生殖方式为有性生殖。进行有性生殖的动物，其可遗传的变异类型有基因突变、基因重组和染色体变异。受精卵到早期胚胎的培养
称为体外胚胎的早期培养，在该过程中培养液的成分主要有两“盐”(有机盐和无机盐)，两“素”(维生素和激素)，两“酸”(氨基酸和核苷酸)，还有水及血清等，胚胎培养到桑椹胚或囊胚开始进行移植。
答案 (1)促性腺激素 输卵管
(2)受精 有性生殖 基因突变、基因重组、染色体变异
(3)体外早期胚胎培养 有机盐、维生素、激素、核苷酸 微量元素、糖、促生长因子、血浆
(4)胚胎移植 桑椹胚或囊胚 (5)人工授精
(广东理综卷)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 人工将供体的精子和卵子在体外受精，经早期胚胎培养，然后将发育到一定程度的胚胎移植入受体，从而生产出各种动物，此即试管动物。该过程的核心环节是体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植，故选D。
答案 D
【例1】 (浙江理综卷)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 ( )。
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供体性状相同的代孕母羊子
宫内
【例2】解析 乙过程的目的是促进体外受精；丙过程与乙过程中应采用的培养液分别是获能溶液(或专用的受精溶液)和发育培养液；丁过程中早期胚胎须移植到与供体生理状态相同(而非性状相同)的代孕母羊子宫内。
答案 A
(江苏生物卷)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是
( )。
A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受
精
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血
清
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎
移植技术【例3】 解析 胚胎工程中的主要技术有：体外受精、胚胎移植、胚胎分割等。其中，胚胎移植是最为突出的一项技术，胚胎移植的时机应在受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段(即早期胚胎)，此时，胚胎未着床，仍处于游离状态；若进入原肠胚，则因胚胎的着床而难以进行剥离。
答案 B
考情分析 本专题与工农业生产、医药卫生以及日常生活联系密切，历年高考试题中都会涉及。命题形式既有选择题也有非选择题。从高考试题来看，体外授精、早期胚胎培养、胚胎移植等胚胎工程的基本技术是考查的重点，并且常常与基因工程、细胞工程等内容进行综合命题。在2011年的高考试题中，山东理综卷第35题、广东理综卷第3题、江苏生物卷第18题、福建理综卷第32题、浙江理综卷第2题都综合考查了体外授精、早期胚胎培养、胚胎移植等胚胎工程的基本技术。
