微专题突破
一、胚胎工程的四个操作流程
1．试管动物生产流程
2．克隆动物的培育流程
3．转基因动物的培育流程
4．胚胎移植的流程
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生产↓
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，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．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．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
二、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。
3．治疗性克隆与生殖性克隆
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区
别
目的
从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同
4．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
5．(多选)我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如图所示。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
6．杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是( )
A．为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
B．从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
C．为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，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
【解析】 本题考查胚胎移植过程和胚胎分割移植的应用。用促性腺激素促进雌性个体超数排卵，而不是雌激素，故A错误；从卵巢中采集的卵母细胞，未发育成熟，需要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精，故B错误；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，故C错误；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多胎，故D正确。
【答案】 D
课件30张PPT。第三章 胚胎工程微专题突破234567891011121314151617181920212223242526272829Thank you for watching !章末综合测评(三)
(时间：45分钟，分值：100分)
一、选择题(共8个题，每小题5分，共40分)
1．关于哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是( )
A．合子形成后立即进入子宫内进行有丝分裂
B．卵裂时随着细胞数目的增加胚胎总体积也随之增大
C．桑椹胚阶段前的每个细胞都属于全能细胞
D．内细胞团将来发育成胎盘和胎膜
【解析】 哺乳动物的受精作用发生在输卵管中，并且在输卵管中进行卵裂过程，A错误；卵裂时随着细胞数目的增加，胚胎总体积不变，甚至略微减小，B错误；桑椹胚阶段前的每个细胞都属于全能细胞，C正确；内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，D错误。
【答案】 C
2．下列关于卵母细胞采集的叙述，不正确的是( )
A．在采集时有些动物要用促性腺激素处理
B．有些动物可以从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精
C．对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D．采集的卵母细胞，都能直接与获能的精子在体外受精
【解析】 由超数排卵处理后从输卵管中冲取的卵子已在体内发育成熟，不需培养可直接与获能的精子受精；直接从活体动物的卵巢中吸取的卵母细胞必须在体外培养成熟后，才能与获能的精子受精。
【答案】 D
3．现有甲(克隆羊)、乙(试管羊)、丙(转基因羊)三只羊。下列有关叙述正确的是( )
A．甲和丙的培育过程中都应用了体外受精和胚胎移植技术
B．与乙不同，甲的遗传物质可来自两个雌性亲本
C．培育三只羊都是通过相同的生殖方式获得亲本的优良性状
D．三只羊的体外早期胚胎培养都经历了受精卵、桑椹胚、囊胚、原肠胚等阶段
【解析】 甲利用核移植技术、早期胚胎培养和胚胎移植，乙利用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，A错误；核移植过程中供体和受体均可以是雌性，试管羊的遗传物质来自父本和母本，B正确；甲为无性生殖，乙为有性生殖，丙为有性生殖，C错误；甲羊不经过受精卵，D错误。
【答案】 B
4．下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是( )
A．通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化
B．胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡
C．随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加
D．发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加
【解析】 本题考查动物胚胎发育的过程。受精卵通过细胞分裂增加细胞数量，囊胚期细胞开始出现分化，到原肠胚的时候，细胞分化达到最大程度，所以A正确；胚胎发育过程中细胞不断分裂，也会发生细胞的凋亡，因此B错误；发育过程中蛙胚从环境中获得氧气，但是营养物质全部来自受精卵，所以随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断减少，营养物质逐渐减少，故C、D错误。
【答案】 A
5．第三代试管婴儿技术也称胚胎植入前遗传学诊断，指在胚胎移植前，取胚胎细胞的遗传物质进行分析，筛选出健康胚胎进行移植的方法。下列有关说法正确的是( )
A．胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊腹腔穿刺取羊水中的细胞
B．体外受精后的受精卵无需培养可进行胚胎移植
C．胚胎移植的受体从技术上来说没有必要一定是胚胎的遗传学母亲
D．第三代试管婴儿技术的成熟意味着大家可以随意选择和定制孩子
【解析】 本题考查设计试管婴儿的挑战。第三代试管婴儿技术主要是在植入胚胎前，需要对胚胎进行遗传学诊断，即在胚胎植入前取胚胎的部分细胞进行分析，以筛选符合要求的胚胎，A错；胚胎植入前需要培养至8～16细胞胚阶段进行移植，B错；受体与胚胎之间可能只有营养关系，没有遗传关系，C对；第三代试管婴儿技术还不成熟，即使成熟，也不能随意选择和定制孩子，违背伦理、道德、法律，D错。
【答案】 C
6．下列相关叙述错误的是( )
A．成熟细胞被重新编程的过程中细胞的分化程度逐渐降低
B．多功能干细胞能分化成神经细胞，神经细胞不能脱分化成多功能干细胞
C．多功能干细胞与成熟细胞相比，细胞内DNA的含量不变，RNA的含量发生了变化
D．诱导多功能干细胞分化的过程不仅与基因有关，与细胞直接生活的微环境也有关
【解析】 根据题意，已分化的细胞转变成多功能干细胞，从而使分化程度降低，故A对；通过细胞核重新编程，成熟细胞也能脱分化成多功能干细胞但不能体现全能性，B错误；成体细胞都是由受精卵有丝分裂而来，细胞核内DNA相同但基因是选择性表达的，所以转录出来的RNA不同，合成的蛋白质也不同，C正确；基因的选择性表达过程不仅与基因有关，也受细胞的微环境影响，D正确。
【答案】 B
7．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。
据图分析，下列叙述错误的是( )
A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同
D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞
【解析】 本题考查减数分裂、胚胎工程和基因工程等知识，意在考查信息获取能力和分析推理能力。分析题图可知，在促性腺激素的作用下减数第一次分裂完成并产生次级卵母细胞，A正确；只有在精子的作用下，次级卵母细胞才能完成减数第二次分裂，B正确；Ⅱ为卵原细胞，染色体数目为2N，Ⅲ在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后染色体数为2N，Ⅳ为受精卵，在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍为4N，三者在细胞分裂后期染色体数目不同，C错误；动物基因工程中常用受精卵作为受体细胞，D正确。
【答案】 C
8．治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法正确的是( )
A．上述过程利用了动物体细胞融合技术
B．上述过程实现了动物细胞的全能性
C．胚胎干细胞的不断增殖和分化潜能保证①过程的进行
D．①②过程不进行DNA复制和蛋白质合成
【解析】 治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。治疗性克隆主要利用了体细胞核移植技术，A项错误；动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞核的全能性，所以B项错误；胚胎干细胞具有全能性，经过不断的分裂和分化，可得到能用于移植的各种组织细胞，所以C项正确；在细胞的分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，在细胞的分化过程中，由于基因的选择性表达，不同的细胞中产生不同的蛋白质，因此D项错误。
【答案】 C
二、非选择题(共4个题，共60分)
9．(15分)下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题。
(1)写出各个阶段的名称：A________，B_______________________，C________。
(2)写出图中各标号的名称：2________，4________。
(3)A时期的细胞具有发育上的________性，B时期开始出现________，C时期开始出现________。
【解析】 解答本题首先应根据图示判断出A、B、C各属于胚胎发育的哪个时期，然后再分析各时期的特点。(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔。(3)桑椹胚细胞具有全能性；囊胚期开始出现细胞分化，已分化为滋养层细胞和内细胞团；原肠胚开始出现胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。
【答案】 (1)桑椹胚 囊胚 原肠胚
(2)内细胞团 囊胚腔
(3)全能 细胞分化 胚层分化
10．(15分)如图所示，经过胚胎移植，荷斯坦小奶牛具有与供体母牛相似的特性。因此，它对充分发挥优良母牛的繁殖潜力，推广利用优良雌性配子，加速畜群改良等，都有极其重要的实际生产价值，在动物遗传学和繁殖生理学的研究中也具有重要作用。
胚胎移植示意图
(1)你认为黄牛生出荷斯坦小奶牛的生殖方式是________________。
(2)在选择优秀种公牛的精子时，应选择含______染色体的精子才可繁育出良种小奶牛。
(3)优秀种公牛精液，要经过________(生理过程)才具有受精能力，受精卵常在体外培养到______阶段，再进行移植。
(4)为了获得较多的卵母细胞，对供体母牛的处理措施是______________。
(5)胚胎移植的用途有__________________。(举两列)
【解析】 本题考查性别决定、胚胎移植的操作和应用。黄牛生出荷斯坦小奶牛利用了体外受精技术，属于有性生殖。优秀种公牛精子中的性染色体为X和Y，要繁育出良种小奶牛，应选择含X染色体的精子与成熟的卵细胞体外受精。采集的精子要放入培养液中培养，使精子达到获能状态，才能够穿入卵细胞内部。移植的最适宜时期是囊胚阶段。超数排卵常采用给母牛注射促性腺激素的方式。胚胎移植可用于快速繁育良种家畜、克隆哺乳动物、克服人类的不孕症等。
【答案】 (1)有性生殖 (2)X (3)精子获能 囊胚 (4)注射促性腺激素 (5)快速繁育良种家畜、克隆哺乳动物
11．(15分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：
(1)过程①采用的是细胞工程中的________________技术，过程②采用的是胚胎工程中的______________技术。
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的________________。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用________和________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有__________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的____________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体____________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
【解析】 (1)过程①表示细胞核与去核卵母细胞结合，即核移植技术；过程②表示早期胚胎培养技术。
(2)体细胞进行体外培养时，CO2气体的主要作用是维持培养液(基)的pH(或酸碱度)。
(3)构建基因表达载体时需要限制酶和DNA连接酶两种工具酶；基因表达载体上的标记基因的作用是便于筛选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，属于胚胎干细胞。在图示过程中，B个体提供的是细胞核，分化形成的组织器官的性状主要是由来自B的遗传物质决定的，因此体外培养获得的组织器官移入个体B不会发生免疫排斥反应。
【答案】 (1)(体细胞)核移植 (早期)胚胎培养 (2)pH(或：酸碱度) (3)限制性(核酸)内切酶(或：限制酶) DNA连接酶(注：两空可颠倒) 标记
(4)内细胞团 B
12．(15分)在治疗人类某些疾病时，人的体细胞核移植技术得到的胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织器官后，可用于组织器官的移植，操作流程如图所示。请回答：
(1)进行图中过程①时，需将体内取出的卵母细胞在体外培养至________期，该期卵母细胞核的位置靠近______________，可用微型吸管将之与细胞核一并吸出。
(2)图中过程②表示将用物理或化学方法激活重组细胞，使其在发育培养液中完成____________，最终形成囊胚的过程。
(3)图中过程③④表示从囊胚中取出________细胞，将其培养在________细胞上，形成大量胚胎干细胞的过程。胚胎干细胞在形态上的特性表现为____________________。
(4)图中过程⑤表示在培养液中加入__________，就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化，用于患者的组织器官移植。
【解析】 (1)进行核移植时，需将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期。在去核时，将细胞核及其附近的第一极体一并吸出。
(2)重组细胞被激活，要经过分裂分化才能形成早期胚胎。
(3)图中过程③④表示从囊胚中取出内细胞团细胞，将其在饲养层细胞上可保持只分裂而不分化状态。胚胎干细胞具有细胞体积小、细胞核大、核仁明显的特点。
(4)经过⑤过程后，胚胎干细胞分化为其他组织细胞，因此需在培养液中加入分化诱导因子，就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
【答案】 (1)MⅡ中 第一极体(或极体) (2)分裂和分化 (3)内细胞团 饲养层 细胞体积小、细胞核大、核仁明显 (4)分化诱导因子
