3．3 胚胎工程的应用及前景
1．简述胚胎移植的现状和意义。 2.掌握胚胎移植的生理学基础及胚胎移植的基本程序。(重、难点) 3．了解胚胎分割的概念、意义及操作过程。(重点) 4.了解胚胎干细胞的特性及应用。(重点)
一、胚胎移植(阅读教材P74～P78)
1．概念：指将雌性动物体内的早期胚胎或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体内，使之继续发育为新个体的技术。
2．实质：从过程看，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。从结果看，是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
3．在胚胎工程中的地位及意义
(1)地位：是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
(2)意义：可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
4．生理学基础及相应意义
生理学基础
意义
同种动物的供、受体排卵后，生殖器官的生理变化是相同的
为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境
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
为胚胎的收集提供了可能
受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
为胚胎在受体内存活提供了可能
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响
为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，且胚胎优良遗传特性得以保持
5.基本程序
↓
↓
↓
方法：手术法和非手术法
↓
检查受体母牛是否妊娠
↓
二、胚胎分割(阅读教材P78～P79)
1．概念：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，所得后代遗传物质相同。
2．仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。
3．特点：后代遗传物质相同。
4．操作程序
(1)选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。
(2)用分割针或分割刀片切开胚胎，吸出其中的半个胚胎，注入空透明带或直接将裸半胚移植入受体。此时还可用分割针分割滋养层，做胚胎DNA分析性别鉴定。
5．注意事项：分割囊胚时要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
三、胚胎干细胞(阅读教材P80～P81)
1．概念：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。
2.
3．应用
(1)可以用于治疗人类的某些顽症。
(2)可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
(3)是研究体外细胞分化的理想材料。
(4)可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。
连一连
判一判
(1)胚胎移植时，可以将早期胚胎移植到不同种的雌性动物的子宫内。(×)
(2)(2018·东北师大高二质检)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(√)
(3)进行胚胎移植时，对供体、受体要进行同期发情处理和超数排卵处理。(×)
(4)桑椹胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割移植。(×)
(5)对桑椹胚分割移植时，应将内细胞团均等分割。(×)
(6)(2018·山东临沂高二检测)ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。(√)
胚胎移植
如图为胚胎移植过程示意图，请据图探究以下问题：
(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是优质母牛、普通母牛和优质公牛。
(2)过程A为同期发情处理。
(3)过程B是超数排卵，一般采用给母牛注射促性腺激素的方法。
(4)过程C是胚胎移植。
(5)胚胎移植的意义
①提高优良品种家畜的繁殖能力。
②加速品种改良。
1．胚胎移植的对象是早期胚胎，而不是受精卵。
2．供体公、母畜应该是具有人类所需优良遗传性状的个体，而受体母畜必须具有正常的孕育、生殖后代的能力。
3．移植胚胎的来源及生殖方式
(1)核移植无性繁殖
(2)体外受精有性生殖
(3)体内受精→冲卵→移植→有性生殖
(4)基因工程→转入目的基因的受精卵胚胎移植→转基因动物→有性生殖
4．胚胎移植成功与否的两个重要条件
(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。
(2)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同
①供、受体雌性动物的发情时间一致；
②移入受体子宫内胚胎的位置应与其在供体子宫内的位置相同或相似。
1．(2018·河北涿鹿中学高二期中)梅花鹿胚胎移植试验的主要流程如下。下列相关叙述正确的是( )
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿
A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性
解析：选D。超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵细胞，而不是卵原细胞，故A错误；③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，故B错误；④过程为“胚胎质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，故C错误；⑤过程为胚胎移植，成功率的高低与供体、受体的生理状况是否相同有关，故D正确。
2．如图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①是注射相关激素，使供、受体同期发情
B．过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵
C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
解析：选C。图中过程①表示对供、受体进行同期发情处理，该过程需要注射促性腺激素，A正确；过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵，B正确；过程③主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎，C错误；过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎，D正确。
排卵、超数排卵和冲卵的含义
(1)排卵：排卵是指从卵泡中排出卵子，排出的是初级卵母细胞或次级卵母细胞。
(2)超数排卵：是指给供体母畜注射促性腺激素，使其发
情，一次排出比自然情况下多十几倍到几十倍的卵子，用于体外受精和早期胚胎培养。
(3)冲卵：是指用配制好的冲卵液，借助特制的冲卵装置，将供体母畜子宫或输卵管中的胚胎冲洗出来。
胚胎分割
结合下图胚胎的分割过程探究以下问题：
(1)选择胚胎：分割时应选择发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚。
(2)分割：进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。
(3)早期胚胎能不能无限分割？为什么？不能。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高。
(4)如要控制动物的性别，需要切取滋养层部分的细胞进行DNA分析，来鉴定胚胎的性别。
(1)分割要均等。分割囊胚的内细胞团时，一定要均等，若分割不均，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育。
(2)分割份数不能过多。分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且作为囊胚期的内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度越大，移植成功率降低。
(3)同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合，属于无性繁殖或克隆。
1．胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是( )
A．胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份
B．胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎
C．胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆
D．胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎
解析：选B。胚胎分割常选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎，早期胚胎不能被任意分割成多份。胚胎分割可以看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。
2．(2018·郑州期中)如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( )
A．A所表示的细胞不一定是受精卵细胞
B．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段
C．应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中
D．图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术
解析：选A。图中A所示的细胞不一定是受精卵，还可能是重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞，故A正确；图中a过程包括卵裂、囊胚阶段，还没有发育到原肠胚阶段，故B错；应把③移植到母牛的子宫中而不是输卵管中，故C错；图示中没有显示核移植的过程，故D错。
胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
胚胎分割动物
体细胞核克隆动物
相同点
都属于无性生殖或克隆，最终技术是胚胎移植
不
同
点
胚胎的
来源
雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎
通过核移植技术获得的重组胚胎
遗传
物质
胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多
克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供
起点
经过受精作用形成的一个细胞
经过核移植形成的一个细胞
胚胎干细胞
目前胚胎干细胞是胚胎工程的前沿课题之一，也是当今生命科学研究的热门课题之一。结合下图思考下列问题：
(1)胚胎发育过程中不同干细胞发育过程：受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。
(2)获取胚胎干细胞的主要途径有两条，即：①从体外培养的早期胚胎中获得。②从胎儿的原始性腺中获得。
(3)饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
(1)试分析胚胎干细胞与癌细胞主要有什么区别？
提示：①干细胞与癌细胞遗传物质不同，干细胞的遗传物质没有发生基因突变。
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。
(2)试分析滋养层细胞和饲养层细胞有何主要区别？
提示：①滋养层细胞：囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞，滋养层细胞最终发育成胎膜和胎盘。
②饲养层细胞：一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。
三种干细胞的比较
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甚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
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
交汇点1 细胞增殖
(1)真核细胞增殖方式有三种：____________、____________和____________。
(2)分裂产生的子细胞有三种去向：____________、暂不分裂、不再分裂(细胞分化)。
交汇点2 细胞分化
科学家利用胚胎干细胞成功培育出心肌细胞，这一过程主要体现生物学原理是____________，产生这一现象的根本原因是________________。
答案：交汇点1
(1)无丝分裂 有丝分裂 减数分裂
(2)继续分裂
交汇点2
细胞分化 基因的选择性表达
1．胚胎干细胞培养的基本过程如图所示，下列叙述正确的是( )
A．①过程的培养液与动物细胞培养的培养液成分的不同之处是不含有动物血清
B．②过程采用酶处理的方式将内细胞团细胞分散开
C．③过程培养基中需加入经紫外线照射后的成纤维细胞，以促进胚胎干细胞分化
D．早期胚胎继续发育会在外层形成滋养层细胞，最终这部分细胞发育为成体的一部分
解析：选B。动物细胞培养液含有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，以及血清、血浆等天然成分；早期胚胎培养的培养液成分一般都比较复杂，除了一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等，A错误；成纤维细胞可抑制胚胎干细胞的分化，C错误；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，D错误。
2．(2018·海南中学期末考试)科学家从哺乳动物早期胚胎中分离出一类胚胎干细胞(ES细胞)，并进一步将ES细胞诱导分化出某些组织细胞，如图所示：
(1)过程①获得的ES细胞体积小，细胞核大、核仁明显，在功能上具有发育的_________。
(2)过程②中相同的胚胎干细胞可产生多种多样的细胞，其本质是________________。
(3)获得的动物细胞的初次培养称为____________，培养的细胞在贴壁生长至表面相互接触时停止分裂，这种现象称为____________。在培养过程中，将细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是____________。为防止杂菌的污染，培养基中要加入一定的____________。
(4)科学家已能利用患者的体细胞去分化获得与ES细胞功能相似的诱导性多能干细胞(iPS)，人类有望利用iPS细胞进行定向____________后用于糖尿病、肝衰竭等疾病的细胞移植治疗，而不会发生____________反应。
答案：(1)全能性
(2)基因的选择性表达
(3)原代培养 接触抑制 维持培养基(液)的pH
抗生素
(4)诱导分化 免疫排斥
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
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。
胚胎移植的理论基础
(1)早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供可能。
(2)受体对移植胚胎基本不发生免疫排斥是早期胚胎在受体内存活的理论基础。
(3)供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上的联系，为胚胎在受体内发育提供了可能。
为促进供体多排卵，应用促性腺激素进行超数排卵处理。
一般选取孕激素对供、受体进行同期发情处理。
胚胎分割的对象是桑椹胚或囊胚，在对囊胚分割时，应注意将内细胞团均等分割。
胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞，表现为体积小、细胞核大、核仁明显等特征，具有发育的全能性。
[随堂检测]
1．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B．受体母畜必须与供体母畜处于同期发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿的受精及胚胎发育过程都在试管内完成
解析：选D。胚胎移植的操作对象是早期胚胎，即桑椹胚或囊胚。供、受体应处于同期发情的状态，为胚胎移植提供相同的生理环境。超数排卵是对供体用促性腺激素处理，以获得较多的卵子。试管婴儿是用人工方法让卵子和精子在体外受精，并进行早期胚胎培养，当胚胎发育到适宜阶段时，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
2．(2016·高考江苏卷)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物。通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D．步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
解析：选B。图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A项错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B项正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵中的细胞质，C项错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培养液成分并非基本相同，D项错误。
3．(2018·衡水高二检测)以下关于胚胎分割移植的说法，不正确的是( )
A．就目前的胚胎分割移植而言，产生的同卵双胎较多，同卵多胎成功率较低
B．胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪
C．可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份，然后移植
D．用分割针将桑椹胚均分成两部分，可直接将裸半胚移植入受体
解析：选C。胚胎分割时，同卵双胎的成功率较高，同卵多胎的成功率低，A项正确；胚胎分割的主要仪器设备是实体显微镜和显微操作仪，B项正确；在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，一定要注意将内细胞团均等分割，C项错误；用分割针将桑椹胚均等分割成两部分，可以直接将裸半胚移植入受体，D项正确。
4．(2018·福建福州期中)如图为某胚胎工程的流程图。据图分析下列叙述正确的是( )
A．若该工程表示的是胚胎分割技术，则①表示卵裂期胚胎
B．若该工程表示的是核移植技术，则①的形成不需要卵母细胞的参与
C．培养动物细胞的培养液中都要加入动物血清
D．②过程中需要用到激素，以达到超数排卵和同期发情的目的
解析：选C。若该工程表示胚胎分割技术，则①可表示卵裂期胚胎、桑椹胚或囊胚；若该工程表示核移植技术，则①需要用到动物体细胞的细胞核和卵母细胞的细胞质；②表示胚胎移植，此过程对供体和受体动物注射激素，以达到同期发情的目的。
5．(2018·福建莆田二十五中高二期末)如图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径，相关叙述错误的是( )
A．获得动物1的受体细胞通常是受精卵
B．动物2体内各体细胞的基因种类相同
C．获得动物3的重组细胞具有全能性
D．上述动物的获得均需运用胚胎移植
解析：选B。转基因动物的获得需将目的基因导入受精卵，因为受精卵的全能性高，故A正确；动物2含有目的基因的体细胞与其他体细胞的基因种类不同，故B错误；由重组细胞发育成一个完整的生物体动物3依据的原理是全能性，故C正确；三种动物的获得均运用了胚胎移植技术，故D正确。
6．(2018·哈尔滨高二月考)以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：
(1)图中用到的生物技术有：__________________________________(写出三种)等。
(2)图中用到的激素是________，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到多个早期胚胎。
(3)c过程名称为________，一般是对发育到________________(阶段)的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将③________均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。
(4)用于移植的胚胎除图中所示外还有________(一项即可)等来源。
(5)图中A、B牛的遗传物质与性状应该是( )
A．不同的遗传物质、不同的性状
B．不同的遗传物质、相同的性状
C．相同的遗传物质、相同的性状
D．相同的遗传物质、不同的性状
解析：(1)图中应用的生物技术较多，h是基因工程，b是早期胚胎培养，c是胚胎分割，d、f为胚胎移植。(2)用促性腺激素处理良种奶牛，可促使其超数排卵，这样可以获得更多的卵母细胞。(3)c过程为胚胎分割，对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行胚胎分割处理，再植入到受体内，可获得遗传物质完全相同的两个新个体。在操作过程中，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。(4)用于移植的胚胎除可通过胚胎分割获得外，也可来自核移植的胚胎。(5)A、B两牛是由同一胚胎分割而来，遗传物质相同，具有相同的性状。
答案：(1)转基因技术(基因工程)、胚胎分割、胚胎移植、胚胎的早期培养(写出三种即可)
(2)促性腺激素
(3)胚胎分割 桑椹胚或囊胚 内细胞团
(4)核移植的胚胎(合理即可) (5)C
7．(2018·福州八中月考)如图为人类对克隆技术的拓展和应用。请据图回答问题：
(1)图中所涉及的现代生物技术有__________________________等。(写出两项即可)
(2)下列有关胚胎移植的叙述正确的是(多选)( )
A．将重组细胞直接移植入母体子宫也可以发育为一个新个体
B．只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育
C．胚胎移植时胚胎的遗传特性会受到受体的影响而改变
D．不同动物其胚胎移植的时间不同
(3)图中重组细胞最终发育成了婴儿个体，这说明____________具有全能性。两婴儿长大后表现出的性状与________基本相同。
(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入____________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中，还需要保证细胞生活所需的____________和____________。
(5)干细胞形成组织、器官必须要进行________________________。
解析：(1)由图中重组细胞可看出运用了核移植技术；将重组细胞培育成早期胚胎说明涉及动物细胞培养；将早期胚胎植入代孕母体涉及胚胎移植；将早期胚胎分为胚胎1和2涉及胚胎分割。(2)重组细胞需培养至早期胚胎后才能移植入代孕母体子宫，A错。胚胎移植时胚胎的遗传特性不会受到受体的影响而改变，C错。(3)图中重组细胞最终发育成了婴儿个体，体现了动物体细胞核具有全能性。两个婴儿将来的性状与供核的亲本，即“原型”男人基本相同。(4)由于人们对动物细胞培养所需营养物质还没有全搞清楚，因此在使用合成培养基时，通常加入血清、血浆等天然成分。
答案：(1)核移植、胚胎移植、动物细胞培养、胚胎分割(写两项即可)
(2)BD
(3)动物体细胞核 “原型”男人
(4)血清、血浆 温度 pH
(5)细胞的分裂和分化
[课时作业]
一、选择题
1．下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( )
A．通过胚胎体外培养可直接获得新生儿
B．胚胎移植中的受体应与供体同期发情
C．胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种
D．胚胎移植中的胚胎一定是体外受精而来的
解析：选B。胚胎体外培养可以得到早期胚胎，早期胚胎需要在母体子宫中完成后期的发育过程，因此还要进行胚胎移植。胚胎移植中的受体可以不具有优良性状，一般选择体质健康和有正常繁殖能力的个体。胚胎移植中的胚胎可以是体外受精、自然配种或核移植而来的。
2．下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( )
A．对供体、受体要进行选择
B．要用激素对供体进行超数排卵处理
C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D．胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法
解析：选C。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，在进行胚胎移植时没有必要对受体进行免疫检查。在胚胎移植时，应选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体作为受体，选择遗传性能和生产性能优秀的个体作为供体。在用激素对供、受体进行同期发情处理的同时，还要用促性腺激素对供体进行超数排卵处理，以得到更多的卵子。胚胎的移植方法有手术法和非手术法两种。
3．(2018·江苏南京调研)如图表示“试管山羊”培育的基本过程，甲、乙、丙、丁表示有关操作步骤。有关叙述正确的是( )
A．步骤甲中，应分别给良种公、母山羊注射有关激素以使其同期发情
B．步骤乙中，刚从卵巢中采集到的卵母细胞可与获能的精子在体外受精
C．步骤丁中，为避免代孕母羊对植入胚胎产生免疫排斥反应，应注射免疫抑制剂
D．为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或同卵多胎
解析：选D。分析题图可知，步骤甲表示卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能处理；步骤乙表示体外受精过程；步骤丙表示早期胚胎发育过程；步骤丁表示胚胎移植过程。步骤甲中，只需给母山羊注射有关激素以促进其超数排卵，A错误；从卵巢中采集到的卵母细胞还需要培养成熟后才能与获能的精子受精，因此步骤乙表示已培养成熟的卵母细胞与获能的精子在体外受精，B错误；代孕母羊对植入胚胎基本上不会产生免疫排斥反应，C错误；来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或同卵多胎，D正确。
4．(2018·河北黄骅期中)下列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
解析：选A。试管动物技术是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。
5．下列有关动物胚胎移植的叙述，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相同的生理状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素处理
D．试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
解析：选A。胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵，其生理基础是供、受体排卵后发生相同的生理变化，为移植的胚胎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；试管婴儿实质上是体外受精和胚胎移植的共同产物，其受精及早期卵裂过程在试管中进行，以后的发育需要转移到母体子宫中进行。
6．(2018·金丽衢高二检测)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、孕激素等处理
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：选D。胚胎分割时需将发育良好的桑椹胚，或囊胚的内细胞团均等分割，A项错误；试管牛的培育过程涉及体外受精及胚胎移植，属于有性生殖，B项错误；超数排卵要注射促性腺激素，C项错误。
7．对胚胎分割技术的有关叙述，正确的是( )
A．凡是利用胚胎工程产生新个体都要用到胚胎分割技术
B．分割的胚胎直接移植给受体或在体外培养到囊胚阶段再移植给受体
C．目前人类的同卵双胞胎多数是通过胚胎分割技术产生的
D．胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多
解析：选B。胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”，但不一定都要经过胚胎分割。目前人类的同卵双胞胎并非人为地经过胚胎分割技术产生的。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，所以不宜分割次数过多。
8．(2018·南通高二检测)云南农业大学研究人员培育出10头猪蹄发荧光的转基因猪。主要研究过程是①将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因导入猪胎儿成纤维细胞；②将转基因的成纤维细胞核移植到去核的猪卵母细胞中，并培育形成早期胚胎；③将胚胎移植到代孕母猪体内，最终获得转基因猪。在这一过程中不必进行的是( )
A．将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因拼接，并构建基因表达载体
B．培养并筛选处于减数第二次分裂中期的猪次级卵母细胞
C．筛选出转基因猪胎儿成纤维细胞和转基因克隆胚胎
D．给代孕母猪注射环孢霉素A阻止T细胞增殖，以利于代孕母猪接受胚胎
解析：选D。胚胎移植过程中需对供、受体进行同期发情处理，处理后的受体对移入的胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以不需要注射环孢霉素A阻止T细胞增殖。
9．下图是胚胎干细胞分离途径示意图，下列说法正确的是( )
A．图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘
B．胚胎干细胞的体积和细胞核都较小
C．胚胎干细胞可以增殖但不发生分化
D．利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用
解析：选C。图中A细胞为内细胞团细胞，将来能发育成各种组织，A项错误；胚胎干细胞体积小，细胞核大，B项错误；胚胎干细胞在体外培养条件下，可以增殖而不发生分化，C项正确；利用胚胎干细胞培育人造器官正处于研究阶段，没有大规模应用，D项错误。
10．(2018·河北定州二中月考)如图表示哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是( )
A．①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎
B．③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞
C．④过程需要在二氧化碳培养箱中进行
D．⑤过程可以直接获得各种效应T细胞
解析：选C。经超数排卵技术得到的是多个卵子而非胚胎，A错。胃蛋白酶的适宜pH为1.5～2，不适于干细胞生存，B错。胚胎干细胞需培养在二氧化碳培养箱中，C正确。效应T细胞的产生需要相应的抗原刺激，缺乏抗原刺激只能得到T细胞，D错。
二、非选择题
11．(2018·潍坊高二检测)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________、________。
(2)对供体母牛的要求是_____________________，通常母牛每次只排出一枚卵母细胞。
(3)在体外培养受精卵时，需要满足以下条件：______________、营养、温度和pH以及气体环境。
(4)生产上常用________________期的胚胎进行②过程。
解析：(1)由题图可知①②过程分别表示体外受精、胚胎移植。(2)培育试管动物首先选择遗传性能和生产性能优良的母牛。(3)体外培养受精卵时，首先需要无菌无毒的环境，防止被污染，还要有一定的营养物质，及适宜的外界环境条件。(4)等胚胎发育到桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植。
答案：(1)体外受精 胚胎移植
(2)遗传性能和生产性能优秀
(3)无菌无毒的环境
(4)桑椹胚或囊胚
12．(2018·甘肃武威二中诊断)体外受精技术又称试管婴儿技术，第一代试管婴儿的操作流程如图所示。请分析回答下列问题：
(1)将收集的精子放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是________________。
(2)超数排卵技术的处理措施是对母体注射________。从母体内获得的卵母细胞需要培养到__________(时期)才能与精子结合。
(3)受精过程中防止多精入卵的生理反应包括____________反应和____________反应。
(4)在实验过程中，要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作，这是为了防止____________。
(5)进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和____________。
解析：(1)精子在一定浓度肝素溶液中培养后可以获得受精能力。(2)超数排卵处理一般需向母体注射促性腺激素。从母体内获得的卵母细胞不能立即用于受精，要在体外经人工培养至减数第二次分裂中期才能进行受精作用。(3)防止多精入卵的生理反应包括透明带反应和卵细胞膜反应。(4)实验过程需要在严格的无菌条件下进行的原因是杂菌感染可能导致培养物迅速死亡，使实验失败。(5)早期胚胎体外培养时，加入血清可模拟人体的内部环境。
答案：(1)诱导精子获能
(2)一定的激素(促性腺激素) 减数第二次分裂中期
(3)透明带 卵细胞膜
(4)微生物感染
(5)血清
13．(2018·山西太原期末)科研人员利用胚胎干细胞对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗， 其技术流程如图。 请回答：
(1)过程①获得重组胚胎之前需要通过____________技术获得重组细胞， 接受细胞核的卵母细胞应处于____________时期， 并用微型吸管吸出____________。
(2)步骤②中， 重组胚胎培养到囊胚期时， 可从其____________分离出 ES 细胞， ES 细胞在形态上表现为细胞核____________、____________明显，在功能上具有____________。
(3)步骤③中，需要构建含干扰素基因的___________，构建之前可以利用____________技术对目的基因进行扩增。
(4)步骤③中将基因导入 ES 细胞的方法通常是____________法， 为了检测 ES 细胞的 DNA 上是否插入了干扰素基因， 可采用____________技术。 在正常的小鼠体内， 干扰素是在____________(填一种细胞器)上合成的。
答案：(1)核移植 MⅡ 细胞核和第一极体 (2)内细胞团 大 核仁 发育的全能性 (3)(基因)表达载体 PCR (4)显微注射 DNA分子杂交 核糖体
14．(2018·新疆哈密二中高二期中)EPO是促红细胞生成素(Erythropoietin)的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物。其过程如下：
请回答下列问题：
(1)从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到________，再通过PCR技术获得大量EPO基因。
(2)供体母鼠通常情况下每次排卵8～12枚，为使其超数排卵，需注射________激素以排出更多的卵子，培养到____________________(时期)与获能的精子相遇时，精子首先发生________反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。
(3)①过程构成了基因表达载体，内部包括不可缺少的组成部分，其中________能驱动基因的转录。
(4)采用________________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加________、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清(血浆)等物质。
(5)当胚胎发育至______________时期，向受体移植，为获得更多个转基因胚胎，要将________进行均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行__________。
(6)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用__________________技术对血液来进行检测。
解析：(1)获取目的基因的方法可通过反转录法，故从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到cDNA，再通过PCR技术获得大量EPO基因。(2)为使供体母鼠超数排卵，需注射促性腺激素以排出更多的卵子，卵子培养到减数第二次分裂中期与获能的精子相遇时，精子首先发生顶体反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。(3)①过程为形成基因表达载体的过程，基因表达载体包括启动子、终止子等，其中启动子为RNA聚合酶结合的部位，能驱动基因的转录。(4)将重组表达载体导入动物细胞中常采用显微注射技术。动物细胞培养的培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清(血浆)等物质。(5)胚胎移植时一般在桑椹胚或囊胚时期，为获得更多转基因胚胎，要将囊胚的内细胞团均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。(6)检测蛋白质的合成可通过抗原—抗体杂交法，故若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用抗原—抗体杂交技术对血液来进行检测。
答案：(1)cDNA
(2)促性腺 减数第二次分裂中期 顶体
(3)启动子
(4)显微注射 维生素
(5)桑椹胚或囊胚 内细胞团 性别鉴定
(6)抗原—抗体杂交
15．(2018·大庆高二质检)小鼠是常用实验动物，其受精卵在交配24小时后进行第一次分裂，3天后发育成桑椹胚，并进入子宫。下图为转基因鼠培育过程流程图。据图回答问题：
(1)给供体母鼠注射促性腺激素，目的是使其____________。在供体母鼠交配后的次日清晨，将其处死并从____________处收集受精卵，置于含____________的混合气体的培养箱中培养。
(2)受精卵在培养箱中培养几小时后，可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到____________。将DNA溶液注入到受精卵的____________原核中，注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵，马上进行移植，或放入____________中保存。
(3)受精卵移植的前一天晚上，受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕的生理状态，这样做的目的是________________________。
(4)由于科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限，再加上目的基因是异种生物基因，同时由于___________________________，因此在转基因小鼠中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。
解析：(1)对供体母鼠注射促性腺激素，可以促进其超数排卵；交配后可以从供体母鼠输卵管中获得受精卵，再置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中培养。(2)受精卵在培养箱中培养几小时后，可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体；将DNA溶液注入到受精卵的雄原核中，注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵，马上进行移植，或放入－196 ℃液氮中保存。(3)受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕的生理状态，目的是为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境。(4)由于目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的等原因，在转基因小鼠中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。
答案：(1)超数排卵 输卵管 95%空气加5%CO2 (2)两个极体 雄 －196 ℃液氮 (3)为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境 (4)目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的
[随堂检测]
1．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B．受体母畜必须与供体母畜处于同期发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿的受精及胚胎发育过程都在试管内完成
解析：选D。胚胎移植的操作对象是早期胚胎，即桑椹胚或囊胚。供、受体应处于同期发情的状态，为胚胎移植提供相同的生理环境。超数排卵是对供体用促性腺激素处理，以获得较多的卵子。试管婴儿是用人工方法让卵子和精子在体外受精，并进行早期胚胎培养，当胚胎发育到适宜阶段时，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
2．(2016·高考江苏卷)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物。通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D．步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
解析：选B。图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A项错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B项正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵中的细胞质，C项错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培养液成分并非基本相同，D项错误。
3．(2018·衡水高二检测)以下关于胚胎分割移植的说法，不正确的是( )
A．就目前的胚胎分割移植而言，产生的同卵双胎较多，同卵多胎成功率较低
B．胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪
C．可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份，然后移植
D．用分割针将桑椹胚均分成两部分，可直接将裸半胚移植入受体
解析：选C。胚胎分割时，同卵双胎的成功率较高，同卵多胎的成功率低，A项正确；胚胎分割的主要仪器设备是实体显微镜和显微操作仪，B项正确；在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，一定要注意将内细胞团均等分割，C项错误；用分割针将桑椹胚均等分割成两部分，可以直接将裸半胚移植入受体，D项正确。
4．(2018·福建福州期中)如图为某胚胎工程的流程图。据图分析下列叙述正确的是( )
A．若该工程表示的是胚胎分割技术，则①表示卵裂期胚胎
B．若该工程表示的是核移植技术，则①的形成不需要卵母细胞的参与
C．培养动物细胞的培养液中都要加入动物血清
D．②过程中需要用到激素，以达到超数排卵和同期发情的目的
解析：选C。若该工程表示胚胎分割技术，则①可表示卵裂期胚胎、桑椹胚或囊胚；若该工程表示核移植技术，则①需要用到动物体细胞的细胞核和卵母细胞的细胞质；②表示胚胎移植，此过程对供体和受体动物注射激素，以达到同期发情的目的。
5．(2018·福建莆田二十五中高二期末)如图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径，相关叙述错误的是( )
A．获得动物1的受体细胞通常是受精卵
B．动物2体内各体细胞的基因种类相同
C．获得动物3的重组细胞具有全能性
D．上述动物的获得均需运用胚胎移植
解析：选B。转基因动物的获得需将目的基因导入受精卵，因为受精卵的全能性高，故A正确；动物2含有目的基因的体细胞与其他体细胞的基因种类不同，故B错误；由重组细胞发育成一个完整的生物体动物3依据的原理是全能性，故C正确；三种动物的获得均运用了胚胎移植技术，故D正确。
6．(2018·哈尔滨高二月考)以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：
(1)图中用到的生物技术有：__________________________________(写出三种)等。
(2)图中用到的激素是________，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到多个早期胚胎。
(3)c过程名称为________，一般是对发育到________________(阶段)的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将③________均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。
(4)用于移植的胚胎除图中所示外还有________(一项即可)等来源。
(5)图中A、B牛的遗传物质与性状应该是( )
A．不同的遗传物质、不同的性状
B．不同的遗传物质、相同的性状
C．相同的遗传物质、相同的性状
D．相同的遗传物质、不同的性状
解析：(1)图中应用的生物技术较多，h是基因工程，b是早期胚胎培养，c是胚胎分割，d、f为胚胎移植。(2)用促性腺激素处理良种奶牛，可促使其超数排卵，这样可以获得更多的卵母细胞。(3)c过程为胚胎分割，对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行胚胎分割处理，再植入到受体内，可获得遗传物质完全相同的两个新个体。在操作过程中，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。(4)用于移植的胚胎除可通过胚胎分割获得外，也可来自核移植的胚胎。(5)A、B两牛是由同一胚胎分割而来，遗传物质相同，具有相同的性状。
答案：(1)转基因技术(基因工程)、胚胎分割、胚胎移植、胚胎的早期培养(写出三种即可)
(2)促性腺激素
(3)胚胎分割 桑椹胚或囊胚 内细胞团
(4)核移植的胚胎(合理即可) (5)C
7．(2018·福州八中月考)如图为人类对克隆技术的拓展和应用。请据图回答问题：
(1)图中所涉及的现代生物技术有__________________________等。(写出两项即可)
(2)下列有关胚胎移植的叙述正确的是(多选)( )
A．将重组细胞直接移植入母体子宫也可以发育为一个新个体
B．只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育
C．胚胎移植时胚胎的遗传特性会受到受体的影响而改变
D．不同动物其胚胎移植的时间不同
(3)图中重组细胞最终发育成了婴儿个体，这说明____________具有全能性。两婴儿长大后表现出的性状与________基本相同。
(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入____________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中，还需要保证细胞生活所需的____________和____________。
(5)干细胞形成组织、器官必须要进行________________________。
解析：(1)由图中重组细胞可看出运用了核移植技术；将重组细胞培育成早期胚胎说明涉及动物细胞培养；将早期胚胎植入代孕母体涉及胚胎移植；将早期胚胎分为胚胎1和2涉及胚胎分割。(2)重组细胞需培养至早期胚胎后才能移植入代孕母体子宫，A错。胚胎移植时胚胎的遗传特性不会受到受体的影响而改变，C错。(3)图中重组细胞最终发育成了婴儿个体，体现了动物体细胞核具有全能性。两个婴儿将来的性状与供核的亲本，即“原型”男人基本相同。(4)由于人们对动物细胞培养所需营养物质还没有全搞清楚，因此在使用合成培养基时，通常加入血清、血浆等天然成分。
答案：(1)核移植、胚胎移植、动物细胞培养、胚胎分割(写两项即可)
(2)BD
(3)动物体细胞核 “原型”男人
(4)血清、血浆 温度 pH
(5)细胞的分裂和分化
[课时作业]
一、选择题
1．下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( )
A．通过胚胎体外培养可直接获得新生儿
B．胚胎移植中的受体应与供体同期发情
C．胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种
D．胚胎移植中的胚胎一定是体外受精而来的
解析：选B。胚胎体外培养可以得到早期胚胎，早期胚胎需要在母体子宫中完成后期的发育过程，因此还要进行胚胎移植。胚胎移植中的受体可以不具有优良性状，一般选择体质健康和有正常繁殖能力的个体。胚胎移植中的胚胎可以是体外受精、自然配种或核移植而来的。
2．下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( )
A．对供体、受体要进行选择
B．要用激素对供体进行超数排卵处理
C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D．胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法
解析：选C。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，在进行胚胎移植时没有必要对受体进行免疫检查。在胚胎移植时，应选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体作为受体，选择遗传性能和生产性能优秀的个体作为供体。在用激素对供、受体进行同期发情处理的同时，还要用促性腺激素对供体进行超数排卵处理，以得到更多的卵子。胚胎的移植方法有手术法和非手术法两种。
3．(2018·江苏南京调研)如图表示“试管山羊”培育的基本过程，甲、乙、丙、丁表示有关操作步骤。有关叙述正确的是( )
A．步骤甲中，应分别给良种公、母山羊注射有关激素以使其同期发情
B．步骤乙中，刚从卵巢中采集到的卵母细胞可与获能的精子在体外受精
C．步骤丁中，为避免代孕母羊对植入胚胎产生免疫排斥反应，应注射免疫抑制剂
D．为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或同卵多胎
解析：选D。分析题图可知，步骤甲表示卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能处理；步骤乙表示体外受精过程；步骤丙表示早期胚胎发育过程；步骤丁表示胚胎移植过程。步骤甲中，只需给母山羊注射有关激素以促进其超数排卵，A错误；从卵巢中采集到的卵母细胞还需要培养成熟后才能与获能的精子受精，因此步骤乙表示已培养成熟的卵母细胞与获能的精子在体外受精，B错误；代孕母羊对植入胚胎基本上不会产生免疫排斥反应，C错误；来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或同卵多胎，D正确。
4．(2018·河北黄骅期中)下列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
解析：选A。试管动物技术是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。
5．下列有关动物胚胎移植的叙述，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相同的生理状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素处理
D．试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
解析：选A。胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵，其生理基础是供、受体排卵后发生相同的生理变化，为移植的胚胎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；试管婴儿实质上是体外受精和胚胎移植的共同产物，其受精及早期卵裂过程在试管中进行，以后的发育需要转移到母体子宫中进行。
6．(2018·金丽衢高二检测)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、孕激素等处理
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：选D。胚胎分割时需将发育良好的桑椹胚，或囊胚的内细胞团均等分割，A项错误；试管牛的培育过程涉及体外受精及胚胎移植，属于有性生殖，B项错误；超数排卵要注射促性腺激素，C项错误。
7．对胚胎分割技术的有关叙述，正确的是( )
A．凡是利用胚胎工程产生新个体都要用到胚胎分割技术
B．分割的胚胎直接移植给受体或在体外培养到囊胚阶段再移植给受体
C．目前人类的同卵双胞胎多数是通过胚胎分割技术产生的
D．胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多
解析：选B。胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”，但不一定都要经过胚胎分割。目前人类的同卵双胞胎并非人为地经过胚胎分割技术产生的。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，所以不宜分割次数过多。
8．(2018·南通高二检测)云南农业大学研究人员培育出10头猪蹄发荧光的转基因猪。主要研究过程是①将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因导入猪胎儿成纤维细胞；②将转基因的成纤维细胞核移植到去核的猪卵母细胞中，并培育形成早期胚胎；③将胚胎移植到代孕母猪体内，最终获得转基因猪。在这一过程中不必进行的是( )
A．将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因拼接，并构建基因表达载体
B．培养并筛选处于减数第二次分裂中期的猪次级卵母细胞
C．筛选出转基因猪胎儿成纤维细胞和转基因克隆胚胎
D．给代孕母猪注射环孢霉素A阻止T细胞增殖，以利于代孕母猪接受胚胎
解析：选D。胚胎移植过程中需对供、受体进行同期发情处理，处理后的受体对移入的胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以不需要注射环孢霉素A阻止T细胞增殖。
9．下图是胚胎干细胞分离途径示意图，下列说法正确的是( )
A．图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘
B．胚胎干细胞的体积和细胞核都较小
C．胚胎干细胞可以增殖但不发生分化
D．利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用
解析：选C。图中A细胞为内细胞团细胞，将来能发育成各种组织，A项错误；胚胎干细胞体积小，细胞核大，B项错误；胚胎干细胞在体外培养条件下，可以增殖而不发生分化，C项正确；利用胚胎干细胞培育人造器官正处于研究阶段，没有大规模应用，D项错误。
10．(2018·河北定州二中月考)如图表示哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是( )
A．①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎
B．③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞
C．④过程需要在二氧化碳培养箱中进行
D．⑤过程可以直接获得各种效应T细胞
解析：选C。经超数排卵技术得到的是多个卵子而非胚胎，A错。胃蛋白酶的适宜pH为1.5～2，不适于干细胞生存，B错。胚胎干细胞需培养在二氧化碳培养箱中，C正确。效应T细胞的产生需要相应的抗原刺激，缺乏抗原刺激只能得到T细胞，D错。
二、非选择题
11．(2018·潍坊高二检测)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________、________。
(2)对供体母牛的要求是_____________________，通常母牛每次只排出一枚卵母细胞。
(3)在体外培养受精卵时，需要满足以下条件：______________、营养、温度和pH以及气体环境。
(4)生产上常用________________期的胚胎进行②过程。
解析：(1)由题图可知①②过程分别表示体外受精、胚胎移植。(2)培育试管动物首先选择遗传性能和生产性能优良的母牛。(3)体外培养受精卵时，首先需要无菌无毒的环境，防止被污染，还要有一定的营养物质，及适宜的外界环境条件。(4)等胚胎发育到桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植。
答案：(1)体外受精 胚胎移植
(2)遗传性能和生产性能优秀
(3)无菌无毒的环境
(4)桑椹胚或囊胚
12．(2018·甘肃武威二中诊断)体外受精技术又称试管婴儿技术，第一代试管婴儿的操作流程如图所示。请分析回答下列问题：
(1)将收集的精子放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是________________。
(2)超数排卵技术的处理措施是对母体注射________。从母体内获得的卵母细胞需要培养到__________(时期)才能与精子结合。
(3)受精过程中防止多精入卵的生理反应包括____________反应和____________反应。
(4)在实验过程中，要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作，这是为了防止____________。
(5)进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和____________。
解析：(1)精子在一定浓度肝素溶液中培养后可以获得受精能力。(2)超数排卵处理一般需向母体注射促性腺激素。从母体内获得的卵母细胞不能立即用于受精，要在体外经人工培养至减数第二次分裂中期才能进行受精作用。(3)防止多精入卵的生理反应包括透明带反应和卵细胞膜反应。(4)实验过程需要在严格的无菌条件下进行的原因是杂菌感染可能导致培养物迅速死亡，使实验失败。(5)早期胚胎体外培养时，加入血清可模拟人体的内部环境。
答案：(1)诱导精子获能
(2)一定的激素(促性腺激素) 减数第二次分裂中期
(3)透明带 卵细胞膜
(4)微生物感染
(5)血清
13．(2018·山西太原期末)科研人员利用胚胎干细胞对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗， 其技术流程如图。 请回答：
(1)过程①获得重组胚胎之前需要通过____________技术获得重组细胞， 接受细胞核的卵母细胞应处于____________时期， 并用微型吸管吸出____________。
(2)步骤②中， 重组胚胎培养到囊胚期时， 可从其____________分离出 ES 细胞， ES 细胞在形态上表现为细胞核____________、____________明显，在功能上具有____________。
(3)步骤③中，需要构建含干扰素基因的___________，构建之前可以利用____________技术对目的基因进行扩增。
(4)步骤③中将基因导入 ES 细胞的方法通常是____________法， 为了检测 ES 细胞的 DNA 上是否插入了干扰素基因， 可采用____________技术。 在正常的小鼠体内， 干扰素是在____________(填一种细胞器)上合成的。
答案：(1)核移植 MⅡ 细胞核和第一极体 (2)内细胞团 大 核仁 发育的全能性 (3)(基因)表达载体 PCR (4)显微注射 DNA分子杂交 核糖体
14．(2018·新疆哈密二中高二期中)EPO是促红细胞生成素(Erythropoietin)的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物。其过程如下：
请回答下列问题：
(1)从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到________，再通过PCR技术获得大量EPO基因。
(2)供体母鼠通常情况下每次排卵8～12枚，为使其超数排卵，需注射________激素以排出更多的卵子，培养到____________________(时期)与获能的精子相遇时，精子首先发生________反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。
(3)①过程构成了基因表达载体，内部包括不可缺少的组成部分，其中________能驱动基因的转录。
(4)采用________________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加________、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清(血浆)等物质。
(5)当胚胎发育至______________时期，向受体移植，为获得更多个转基因胚胎，要将________进行均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行__________。
(6)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用__________________技术对血液来进行检测。
解析：(1)获取目的基因的方法可通过反转录法，故从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到cDNA，再通过PCR技术获得大量EPO基因。(2)为使供体母鼠超数排卵，需注射促性腺激素以排出更多的卵子，卵子培养到减数第二次分裂中期与获能的精子相遇时，精子首先发生顶体反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。(3)①过程为形成基因表达载体的过程，基因表达载体包括启动子、终止子等，其中启动子为RNA聚合酶结合的部位，能驱动基因的转录。(4)将重组表达载体导入动物细胞中常采用显微注射技术。动物细胞培养的培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清(血浆)等物质。(5)胚胎移植时一般在桑椹胚或囊胚时期，为获得更多转基因胚胎，要将囊胚的内细胞团均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。(6)检测蛋白质的合成可通过抗原—抗体杂交法，故若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用抗原—抗体杂交技术对血液来进行检测。
答案：(1)cDNA
(2)促性腺 减数第二次分裂中期 顶体
(3)启动子
(4)显微注射 维生素
(5)桑椹胚或囊胚 内细胞团 性别鉴定
(6)抗原—抗体杂交
15．(2018·大庆高二质检)小鼠是常用实验动物，其受精卵在交配24小时后进行第一次分裂，3天后发育成桑椹胚，并进入子宫。下图为转基因鼠培育过程流程图。据图回答问题：
(1)给供体母鼠注射促性腺激素，目的是使其____________。在供体母鼠交配后的次日清晨，将其处死并从____________处收集受精卵，置于含____________的混合气体的培养箱中培养。
(2)受精卵在培养箱中培养几小时后，可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到____________。将DNA溶液注入到受精卵的____________原核中，注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵，马上进行移植，或放入____________中保存。
(3)受精卵移植的前一天晚上，受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕的生理状态，这样做的目的是________________________。
(4)由于科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限，再加上目的基因是异种生物基因，同时由于___________________________，因此在转基因小鼠中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。
解析：(1)对供体母鼠注射促性腺激素，可以促进其超数排卵；交配后可以从供体母鼠输卵管中获得受精卵，再置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中培养。(2)受精卵在培养箱中培养几小时后，可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体；将DNA溶液注入到受精卵的雄原核中，注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵，马上进行移植，或放入－196 ℃液氮中保存。(3)受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕的生理状态，目的是为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境。(4)由于目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的等原因，在转基因小鼠中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。
答案：(1)超数排卵 输卵管 95%空气加5%CO2 (2)两个极体 雄 －196 ℃液氮 (3)为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境 (4)目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的
课件48张PPT。专题3 胚胎工程专题3 胚胎工程早期胚胎胚胎生理状态供体受体相同生理环境最后一道“工序”雌性优良生理变化生理环境游离收集免疫排斥反应存活生理和组织手术↓↓↓↓↓同期发情超数排卵人工授精桑椹胚机械相同实体显微镜遗传物质桑椹胚或囊胚透明带性别鉴定内细胞团早期胚胎原始性腺大全能不分化顽症免疫排斥细胞分化优质母牛普通母牛优质公牛同期发情超数排卵促性腺激素胚胎移植繁殖能力品种改良囊胚或桑椹内细胞团不能。实践证明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性
有限，目前以二分胚的分割和移植成功率最高滋养层DNA胚全能干多能干专能干早期胚胎原始性腺输卵管上皮细胞营养细胞
