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2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 选修3 专题3 胚胎工程课件
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这是一份2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 选修3 专题3 胚胎工程课件，共60页。PPT课件主要包含了考情分析，考点一，初情期，有丝分裂，减数分裂，体内受精，雌性动物生殖道，精能力，受精过程特点分析，3受精过程等内容，欢迎下载使用。
精子和卵子的发生及受精作用[考点梳理]
1.精子和卵子的发生比较
(1)精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在________________内发生相应的生理变化后，才能获得受
减数第二次分裂中(MⅡ中)
(2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到_________________________期时，才具备与精子受精的能力。
(1)哺乳动物精子发生的主要特点。①精子的变形过程。
②动物精子的大小与动物体型的大小无关。
(2)哺乳动物卵子发生的主要特点。
①初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后，产生
一个次级卵母细胞和一个第一极体。
②当精子与卵子结合时，次级卵母细胞进行减数第二次分
裂形成卵细胞和第二极体。
③卵细胞具有只允许同种单个精子完成受精的保障。a.第一道屏障：透明带反应。b.第二道屏障：卵细胞膜反应。
(4)受精的标志和受精完成的标志。
①受精的标志：在透明带和卵细胞膜之间观察到________。②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。
4.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____________后，再经
(1) 卵母细胞的采集和培养：用______________ 激素进行__________________，借助超声波探测仪、内窥镜等从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。(2)精子的采集和获能。①采集：假阴道法、手握法、电刺激法。
②精子体外获能的方法。
(3)体外受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般都可在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
6.人工授精和体外受精的比较
1.精子和卵子的发生都是从初情期开始的。(
答案：×2.卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是
答案：×3.雄性动物刚刚排出的精子并不具有受精能力，必须获能
后才具备受精能力。(答案：√
4.透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。(答案：√
1.关于精子变形的叙述，错误的是(A.线粒体退化消失B.高尔基体发育为头部的顶体C.中心体演变为精子的尾D.细胞核变为精子头部的主要部分答案：A
2.关于卵子的成熟部位和受精部位正确的是(
B.卵巢、输卵管D.输卵管、子宫
A.卵巢、卵巢C.输卵管、输卵管答案：C
3.下列关于受精过程及胚胎发育的叙述错误的是(
A.精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合B.受精过程的核心是精子、卵细胞核物质的融合C.第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全能性D.卵裂期细胞数量增加，但胚胎总体积并不增加，或略有缩小答案：C
[考点梳理]1.发育场所：胚胎发育初期在________，形成胚泡后移向________，并在子宫内发育成为成熟的胎儿，直至分娩。
2.分裂方式：__________，产生的是体细胞。
4.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积的变化
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有
机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。
(2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增
多，所以每个细胞体积减小。
(3)细胞中 DNA 含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA 含量增多，但每个细胞中核 DNA 含量保持相对稳定。
1.卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。(答案：×2.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。(答案：×3.在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑椹胚期。(答案：×
4.内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(答案：×
[基础测评]1.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一
时期称为卵裂期。其特点是(
A.细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性B.每个细胞体积不变，细胞的数量增加C.胚胎有机物总量增加，细胞 DNA 总量不断减少D.所有细胞的相对表面积减小，核物质(质量)与质物质比值增大答案：A
2.在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期，未来发育为蝾螈下肢的部分移植到蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外
A.原肠胚末期已出现了组织和器官的形成B.原肠胚末期开始出现细胞分化C.原肠胚末期确定了细胞发育的方向D.原肠胚末期的细胞开始具有了全能性答案：C
3.有科学家在实验室里实现了“将人体的卵细胞培育成囊
胚”的实验，则在以下推测中，有可能正确的是(
①如果该囊胚真能发育成成体，则其遗传特性和母本完全
②如果该囊胚真能发育成成体，其性别是男性的概率为③如果使囊胚的染色体数目加倍，得到的将是一个纯合的
④如果该囊胚真能发育成成体，该个体患遗传病的概
[考点梳理]1.胚胎的早期培养(1)目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。
(3)胚胎处理：向__________或冷冻保存。
2.胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。
(2)胚胎移植的生理学基础。
①胚胎能够移入受体的生理基础：哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是_________。②胚胎收集的生理基础：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
________状态。
③胚胎在受体内能够存活的生理基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________________反应。
④供体胚胎正常发育的生理基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的________________，且供体胚胎的________不受任
(4)胚胎移植成功与否的两个条件。
①同种动物之间进行胚胎移植易成功。这里的“同种”是
②供、受体生理状态要相同。
a.应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。b.移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。
(5)胚胎移植的意义：加速育种工作和品种改良；大量节省购买种畜的费用；一胎多产；保存优良品种资源和濒危物种；可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
不同动物胚胎移植的时间不同
(1)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。(2)小鼠、家兔在桑椹胚前。
(3)几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化
程度高，移植成功率很低。
(1)原理：细胞的____________。
(2)材料：选择发育良好、形态正常的_________________。(3) 实质：胚胎分割可增加动物后代的数量 ，其实质是
________________。
(4)分割要求：分割囊胚时，要注意将_________均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(5)繁殖方式：__________________。(6)特点：后代遗传性状相同。
(7)主要仪器设备：分割针或分割刀片、实体显微镜和显微
(8)胚胎分割的过程。
(9)意义：加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。
(1) 胚胎干细胞是从__________ 或__________ 中分离出来的一类细胞。(3)培养过程。
(4)干细胞的分类及特点。
(6)克隆动物、试管动物与转基因动物的比较。
(1)试管动物生殖实质是正常的有性生殖，只不过受精及早
期胚胎发育在体外进行。
(2)克隆动物生殖的实质是无性生殖，依赖动物细胞核(高度分化的体细胞的细胞核)的全能性；特有的操作程序是核移植。
[易错诊断]1.在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、
受体要进行同期发情处理。(
答案：√2.胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处
答案：×3.胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原
4.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁明显等特点。(
答案：√5.胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的
组织细胞分化。(答案：√
[基础测评]1.150 枚被称为“贵族牛”的红安格斯牛纯种胚胎在河南某高档肉牛示范养殖基地同期移植接种，开始利用本地黄牛作受体牛“借腹生子”。据悉，如此大规模的高档肉牛胚胎移植
工程在全国属首次。下列相关叙述错误的是(
A.红安格斯牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎B.此法获得的红安格斯小牛性状与本地黄牛相同C.“借腹生子”可以充分发挥红安格斯牛的繁殖潜力D.本地黄牛作受体牛应具有健康的体质和正常繁殖能力答案：B
2.软骨发育不全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(数)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答案：D
考向 1 精子和卵子的发生与受精过程分析[典例 1]图 1 为成熟精子的结构示意图，图 2 是家畜卵子发生和成熟过程示意图。请据图回答下列问题：
(1)哺乳动物精子的发生是在________内完成的；卵子的发
生是在雌性动物的________内完成。
(2)精子头部的顶体是由________发育来的，在受精阶段发生顶体反应，释放________溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。获能的精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞完成受精的过程中会产生两次生理反应，阻止其他精子入卵，它们是透明带反应和____________________。
(3)图 2 中①代表个体发育的________期；③代表____________(写结构名称)；⑦代表____________(写细胞分裂时期)。
(4)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形
成和在卵巢内的储备是在____________完成的。
(5)1 个次级卵母细胞减数分裂一般形成________个卵子和
________个第二极体。
[解析](1)精子的产生部位是睾丸的曲细精管；卵子的发生在卵巢。(2)图 1 为变形的精子，其中①为顶体，是由高尔基体发育来的，在受精作用时发生顶体反应，释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质和透明带；获能的精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞完成受精的过程中会产生两次生理反应，阻止其他
精子入卵，它们是透明带反应和卵细胞膜反应。 (3)图 2 中①代表的是胎儿，③表示卵细胞膜，⑦表示减数第二次分裂。(4)精子和卵子在发生上的重要区别是精子的产生是在性成熟之后，而哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的。(5)1 个次级卵母细胞减数分裂形成 1 个卵子和 1 个第二极体。
[答案](1)睾丸(的曲细精管)
减数第二次(MⅡ)分裂
(4)出生前(胎儿时期)
(1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。
(3)受精的标志≠受精完成的标志：判断受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
(4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供 1/2)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
[考向预测]1.(2019 年山东菏泽期中)如图为家畜卵子发生和成熟示意
图(N 表示染色体组)。下列叙述错误的是(
A.Ⅰ→Ⅱ过程中细胞核内 DNA 数目加倍B.Ⅱ的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的C.减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ为成熟的卵子D.Ⅳ为受精卵，在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体
解析：Ⅰ→Ⅱ过程为染色体复制，复制完成后，细胞核内DNA 数目加倍，A 正确；Ⅱ的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，B 正确；减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ为一个次级卵母细胞和一个第一极体，次级卵母细胞的减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的。次级卵母细胞分裂产生一个成熟卵子和一个第二极体，故排出的Ⅲ不是成熟卵子，C 错误；Ⅳ细胞核的染色体数目为 2N，为受精卵，此时在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体，D 正确。
2.下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请
(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术主要有动物细胞培
养、早期胚胎培养和____________。
(2)方法Ⅰ中，用______________处理使 B 牛超数排卵，从B 牛体内获得的卵母细胞需要培养到______________(时期)才能与精子结合。
(3)A 牛的精子必须在 B 牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才能与 B 牛的卵细胞结合，卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到________。完成受精作用一段时间后，从 B 牛输卵管中冲出早期胚胎，这个过程叫___________。(4)生产上常用____________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用________技术。(5)获得试管牛 E 和克隆牛 F 的生殖方式分别是________、
解析：给雌性动物注射促性腺激素可促进其超数排卵；卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力。受精的标志是用显微镜镜检可观察到在卵细胞膜和透明带的间隙有两个极体。胚胎移植要求胚胎发育到桑椹胚或囊胚期，此时期若进行胚胎分割移植，则可以得到多个性状相同的个体。试管牛是由受精卵发育成的，属于有性生殖；克隆牛是通过核移植技术得到的，属于无性生殖。答案：(1)胚胎移植
减数第二次分裂中期(MⅡ中期)
胚胎发育过程的综合考查
[典例 2](2019 年贵州铜仁模拟)请完成下列有关胚胎工程的相关问题：(1)胚胎发育的不同时期有着不同的变化特点，如：_______期以前的细胞具有发育成完整胚胎的潜能；________期的滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘。(2)体外受精过程中，对精子进行获能处理的方法有：________和____________。
(3)胚胎的早期培养过程，培养液的成分应包括：无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、________和核苷酸等营养物质，以及动物血清等天然成分。
(4)胚胎移植能够成功的生理学基础是________________________________，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。胚胎移植实际上是____________和____________共同繁殖后代的过程。进行胚胎移植的优势是______________________________。
[解析](1)在囊胚期细胞开始出现分化，在桑椹胚及以前时期细胞具有发育成完整胚胎的潜能，原肠胚滋养层发育成胎膜和胎盘。(2)对精子进行获能处理：方法包括培养法和化学诱导法。(3)胚胎的早期培养过程，培养液的成分应包括无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、激素和核苷酸等营养物质，以及动物血清等天然成分。(4)胚胎移植能够成功的生理学基础是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。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。胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(3)激素(4)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反
[考向预测]3.下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是
A.图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育B.受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C.兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D.原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期
解析：由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育，A 错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变或略有缩小，而每个细胞的体积减小，B 错误；兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C 正确；原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行，D 错误。
4.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)如果克隆过程中需要进行基因改造，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，还需要有________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采用的是细胞工程中的核移植技术，过程②采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有 O2 和 CO2，CO2 的作用是维持培养液的 pH。(3)在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有标记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囊胚中的内细胞团，若将图中获得的组织器官移植给个体 B 则不会发生免疫排斥反应，因为B 是供核的一方，克隆的组织和器官的绝大多数遗传物质和 B相同。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
DNA 连接酶 标记
[典例 3]如图表示利用胚胎干细胞(ES 细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答下列问题：(1)图中的胚胎干细胞(ES 细胞)可以从____________或____________中分离获取。
(2)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于经γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的____________，加入抗生素是为了_______________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(3)过程Ⅱ是将带有遗传标记的 ES 细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_____________的特点。在哺乳动物早期胚胎发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。
(4)过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_________________________________________________。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是____________。
(5)该研究中，包含的生物技术有_____________________
_____________(至少写出两种)。
[解析](1)图中的胚胎干细胞(ES 细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取，在功能上具有发育的全能性。(2)过程 I 将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此
过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(3)ES 细胞能培养成小鼠个体，说明胚胎干细胞具有发育的全能性。哺乳动物胚胎发育过程为：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→个体，可见，囊胚将进一步发育成原肠胚。(4)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够正常表达和发挥作用。将构建好的表达载体导入动物细胞常用显微注射法。(5)图示过程中，包含的生物技术有动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养、胚胎移植等。
[答案](1)早期胚胎
(4)使目的基因在受体细胞中稳
定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和
(5)动物细胞培养、转基因、早期胚胎
[考向预测]5.第三代试管婴儿技术包括胚胎植入前遗传学诊断。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。下列有关说法错误的是(
A.获取的精子一般要放在培养液培养一段时间才能用于受精B.胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞C.胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应D.试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子
解析：在体外受精前，要对精子进行获能处理，A 正确；胚胎植入前，可直接进行遗传学诊断，不需要从羊水中获取细胞，B 错误；胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应，这为胚胎在受体的存活提供了可能，C 正确；试管婴儿技术的成熟是可以得到健康的胚胎，而不是随意定制，D 正确。
6.(2019 年河北石家庄模考)慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每 100 mL 血液中含有 3.8～4.8 g，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：
(1)要实现①超数排卵，应在崂山奶山羊 A 发情周期的某一阶段用____________处理，然后在恰当时期采集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化学诱导法对羊的精子进行________处理，即用一定浓度的________________________处理。
(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用______________的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、________________、________、标记基因等部分。
(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的____________细胞进行鉴定，一般采用 SRY-PCR 方法，选择出现阴性反应的________(性别)胚胎进行移植。
解析：(1)在崂山奶山羊 A 发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，可促使其超数排卵。通过②采集的精子用一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187 溶液进行化学诱导处理，可使之获能。(2)已知白蛋白基因的碱基序列，可通过 PCR 扩增的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外，还需要有乳腺蛋白基因的启动子和终止子，乳腺蛋白基因的启动子
可以在启动乳腺蛋白基因转录的同时启动白蛋白基因的转录，终止子可使转录停止。(3)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别，对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，以便从乳汁中提取白蛋白，因此应选择雌性胚胎进行移植。
肝素(或钙离子载体 A23187
答案：(1)促性腺激素溶液)
[典例 4]2016 年 4 月 6 日，世界上首个拥有“三位亲生父母”的健康男婴在墨西哥诞生。其培育过程采用如图所示技术路线。据图回答下列问题：(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡发育。受捐者也要注射相关激素，目的是________________________。
(2)重组细胞需培养到 MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备____________，从受精卵到三亲婴儿的培育还需要__________和____________等技术。
(3)三亲婴儿的培育技术________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，三亲婴儿的染色体________(填比例)来自母亲提供的细胞核。
(4)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术的主要区别是_________________________。
[解析](1)在取卵前，给捐献者注射促性腺激素，可促使其一次有更多的卵泡发育，使其超数排卵。受捐者也要注射相关激素，相当于动物的同期发情处理，目的是为胚胎的植入提供相同的生理环境。(2)只有处于 MⅡ中期的卵母细胞才具有(与精子)受精的能力。从受精卵到三亲婴儿的培育需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(3)分析图示可知：三亲婴儿的线粒体来自捐献者卵母细胞，细胞核来自母亲的卵母细胞，因此三亲婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。三亲婴儿的染色体有一半来自母亲提供的细胞核。(4)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术的主要区别是在植入前对胚胎进行遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)。
为胚胎的植入提供相同的生理环境
(2)(与精子)受精的能力(3)能1/2
(4)植入前对胚胎进行遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)
[考向预测]7.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如下图所示，a、b、c 表示现代工程技术，①②③表示其结果，请据图回答，下
A.若 a 是核移植技术，①反映了动物细胞也具有全能性B.若 c 是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表现型一定
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性
D.若 b 是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提
8.(2019 年海南三亚模拟)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(简称 iPS 细胞)，继而利用 iPS 细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：
(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为____________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为____________。
(2)图中 2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_________；也可从灰鼠体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培养获得。
(3) 图中重组囊胚通过__________ 技术移入白鼠子宫内继续发育，此项技术在生产实践中的主要意义是_______________________。暂不移入的胚胎可使用________方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES 细胞)可由囊胚的____________分离培养获得。这类细胞的形态特征有__________________________________。iPS 细胞与 ES 细胞同样具有发育全能性，有望在对人类 iPS 细胞进行定向____________后用于疾病的细胞治疗。解析：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为原代培养，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(2)图中 2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为冲卵；也可从灰鼠体内取出卵子，培养到一定时期再通过体外受精后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续
发育；胚胎移植的意义是充分发挥雌性优良个体的繁殖能力；暂不移入的胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得。胚胎干细胞在形态上有体积小、细胞核大、核仁明显等特征。iPS 细胞与ES 细胞在功能上都具有发育全能性，因此对人类 iPS 细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗，这种技术称为治疗性克隆。
充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
体积小，细胞核大，核仁明显
9.(2020 年云南玉溪调研)如图为经过体外受精和胚胎分割
移植培育良种奶牛的过程，请回答下列问题：
(1)A 细胞是______________，为了获得更多的 A 细胞，可
以用______________对供体母牛进行处理。
(2)在进行体外受精前要对精子进行__________处理；受精后，体外培养受精卵时，提供 CO2 的目的是________________。
(3)进行胚胎分割时，应选择发育到________________时期
(4)②指的是____________。在对囊胚进行分割时，应注意
__________________。
(5)胚胎移植时，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口，这种方法称为________。另一种方法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎，这种方法称为________________。
(6)胚胎移植后，要对受体母牛进行___________________
解析：(1)图中 A 细胞与精子结合形成受精卵，故 A 是(次级)卵母细胞。使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，可以获得更多的卵母细胞。(2)在进行体外受精前利用培养法或化学诱导法对精子进行获能处理。动物细胞培养过程中，CO2可以维持培养液的 pH。(3)进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行操作。(4)①是内细胞团，②是囊胚腔。为了避免影响胚胎的恢复和进一步发育，对囊胚期的胚胎进行分割时，应将内细胞团均等分割。(5)胚胎移植时，一般有手术法和非手术法，手术法需引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子
精子和卵子的发生及受精作用[考点梳理]
1.精子和卵子的发生比较
(1)精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在________________内发生相应的生理变化后，才能获得受
减数第二次分裂中(MⅡ中)
(2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到_________________________期时，才具备与精子受精的能力。
(1)哺乳动物精子发生的主要特点。①精子的变形过程。
②动物精子的大小与动物体型的大小无关。
(2)哺乳动物卵子发生的主要特点。
①初级卵母细胞的减数第一次分裂发生在排卵前后，产生
一个次级卵母细胞和一个第一极体。
②当精子与卵子结合时，次级卵母细胞进行减数第二次分
裂形成卵细胞和第二极体。
③卵细胞具有只允许同种单个精子完成受精的保障。a.第一道屏障：透明带反应。b.第二道屏障：卵细胞膜反应。
(4)受精的标志和受精完成的标志。
①受精的标志：在透明带和卵细胞膜之间观察到________。②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。
4.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____________后，再经
(1) 卵母细胞的采集和培养：用______________ 激素进行__________________，借助超声波探测仪、内窥镜等从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。(2)精子的采集和获能。①采集：假阴道法、手握法、电刺激法。
②精子体外获能的方法。
(3)体外受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般都可在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
6.人工授精和体外受精的比较
1.精子和卵子的发生都是从初情期开始的。(
答案：×2.卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是
答案：×3.雄性动物刚刚排出的精子并不具有受精能力，必须获能
后才具备受精能力。(答案：√
4.透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。(答案：√
1.关于精子变形的叙述，错误的是(A.线粒体退化消失B.高尔基体发育为头部的顶体C.中心体演变为精子的尾D.细胞核变为精子头部的主要部分答案：A
2.关于卵子的成熟部位和受精部位正确的是(
B.卵巢、输卵管D.输卵管、子宫
A.卵巢、卵巢C.输卵管、输卵管答案：C
3.下列关于受精过程及胚胎发育的叙述错误的是(
A.精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合B.受精过程的核心是精子、卵细胞核物质的融合C.第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全能性D.卵裂期细胞数量增加，但胚胎总体积并不增加，或略有缩小答案：C
[考点梳理]1.发育场所：胚胎发育初期在________，形成胚泡后移向________，并在子宫内发育成为成熟的胎儿，直至分娩。
2.分裂方式：__________，产生的是体细胞。
4.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积的变化
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有
机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。
(2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增
多，所以每个细胞体积减小。
(3)细胞中 DNA 含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA 含量增多，但每个细胞中核 DNA 含量保持相对稳定。
1.卵裂期细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。(答案：×2.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。(答案：×3.在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑椹胚期。(答案：×
4.内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(答案：×
[基础测评]1.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一
时期称为卵裂期。其特点是(
A.细胞进行有丝分裂，所有细胞均具有全能性B.每个细胞体积不变，细胞的数量增加C.胚胎有机物总量增加，细胞 DNA 总量不断减少D.所有细胞的相对表面积减小，核物质(质量)与质物质比值增大答案：A
2.在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期，未来发育为蝾螈下肢的部分移植到蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外
A.原肠胚末期已出现了组织和器官的形成B.原肠胚末期开始出现细胞分化C.原肠胚末期确定了细胞发育的方向D.原肠胚末期的细胞开始具有了全能性答案：C
3.有科学家在实验室里实现了“将人体的卵细胞培育成囊
胚”的实验，则在以下推测中，有可能正确的是(
①如果该囊胚真能发育成成体，则其遗传特性和母本完全
②如果该囊胚真能发育成成体，其性别是男性的概率为③如果使囊胚的染色体数目加倍，得到的将是一个纯合的
④如果该囊胚真能发育成成体，该个体患遗传病的概
[考点梳理]1.胚胎的早期培养(1)目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。
(3)胚胎处理：向__________或冷冻保存。
2.胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。
(2)胚胎移植的生理学基础。
①胚胎能够移入受体的生理基础：哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是_________。②胚胎收集的生理基础：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
________状态。
③胚胎在受体内能够存活的生理基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________________反应。
④供体胚胎正常发育的生理基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的________________，且供体胚胎的________不受任
(4)胚胎移植成功与否的两个条件。
①同种动物之间进行胚胎移植易成功。这里的“同种”是
②供、受体生理状态要相同。
a.应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。b.移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似，移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。
(5)胚胎移植的意义：加速育种工作和品种改良；大量节省购买种畜的费用；一胎多产；保存优良品种资源和濒危物种；可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
不同动物胚胎移植的时间不同
(1)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。(2)小鼠、家兔在桑椹胚前。
(3)几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化
程度高，移植成功率很低。
(1)原理：细胞的____________。
(2)材料：选择发育良好、形态正常的_________________。(3) 实质：胚胎分割可增加动物后代的数量 ，其实质是
________________。
(4)分割要求：分割囊胚时，要注意将_________均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(5)繁殖方式：__________________。(6)特点：后代遗传性状相同。
(7)主要仪器设备：分割针或分割刀片、实体显微镜和显微
(8)胚胎分割的过程。
(9)意义：加快繁殖速度，提高了胚胎的利用率。
(1) 胚胎干细胞是从__________ 或__________ 中分离出来的一类细胞。(3)培养过程。
(4)干细胞的分类及特点。
(6)克隆动物、试管动物与转基因动物的比较。
(1)试管动物生殖实质是正常的有性生殖，只不过受精及早
期胚胎发育在体外进行。
(2)克隆动物生殖的实质是无性生殖，依赖动物细胞核(高度分化的体细胞的细胞核)的全能性；特有的操作程序是核移植。
[易错诊断]1.在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、
受体要进行同期发情处理。(
答案：√2.胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处
答案：×3.胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原
4.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁明显等特点。(
答案：√5.胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的
组织细胞分化。(答案：√
[基础测评]1.150 枚被称为“贵族牛”的红安格斯牛纯种胚胎在河南某高档肉牛示范养殖基地同期移植接种，开始利用本地黄牛作受体牛“借腹生子”。据悉，如此大规模的高档肉牛胚胎移植
工程在全国属首次。下列相关叙述错误的是(
A.红安格斯牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎B.此法获得的红安格斯小牛性状与本地黄牛相同C.“借腹生子”可以充分发挥红安格斯牛的繁殖潜力D.本地黄牛作受体牛应具有健康的体质和正常繁殖能力答案：B
2.软骨发育不全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(数)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答案：D
考向 1 精子和卵子的发生与受精过程分析[典例 1]图 1 为成熟精子的结构示意图，图 2 是家畜卵子发生和成熟过程示意图。请据图回答下列问题：
(1)哺乳动物精子的发生是在________内完成的；卵子的发
生是在雌性动物的________内完成。
(2)精子头部的顶体是由________发育来的，在受精阶段发生顶体反应，释放________溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。获能的精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞完成受精的过程中会产生两次生理反应，阻止其他精子入卵，它们是透明带反应和____________________。
(3)图 2 中①代表个体发育的________期；③代表____________(写结构名称)；⑦代表____________(写细胞分裂时期)。
(4)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形
成和在卵巢内的储备是在____________完成的。
(5)1 个次级卵母细胞减数分裂一般形成________个卵子和
________个第二极体。
[解析](1)精子的产生部位是睾丸的曲细精管；卵子的发生在卵巢。(2)图 1 为变形的精子，其中①为顶体，是由高尔基体发育来的，在受精作用时发生顶体反应，释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质和透明带；获能的精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞完成受精的过程中会产生两次生理反应，阻止其他
精子入卵，它们是透明带反应和卵细胞膜反应。 (3)图 2 中①代表的是胎儿，③表示卵细胞膜，⑦表示减数第二次分裂。(4)精子和卵子在发生上的重要区别是精子的产生是在性成熟之后，而哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的。(5)1 个次级卵母细胞减数分裂形成 1 个卵子和 1 个第二极体。
[答案](1)睾丸(的曲细精管)
减数第二次(MⅡ)分裂
(4)出生前(胎儿时期)
(1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。
(3)受精的标志≠受精完成的标志：判断受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
(4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供 1/2)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
[考向预测]1.(2019 年山东菏泽期中)如图为家畜卵子发生和成熟示意
图(N 表示染色体组)。下列叙述错误的是(
A.Ⅰ→Ⅱ过程中细胞核内 DNA 数目加倍B.Ⅱ的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的C.减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ为成熟的卵子D.Ⅳ为受精卵，在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体
解析：Ⅰ→Ⅱ过程为染色体复制，复制完成后，细胞核内DNA 数目加倍，A 正确；Ⅱ的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，B 正确；减数第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ为一个次级卵母细胞和一个第一极体，次级卵母细胞的减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的。次级卵母细胞分裂产生一个成熟卵子和一个第二极体，故排出的Ⅲ不是成熟卵子，C 错误；Ⅳ细胞核的染色体数目为 2N，为受精卵，此时在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体，D 正确。
2.下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请
(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术主要有动物细胞培
养、早期胚胎培养和____________。
(2)方法Ⅰ中，用______________处理使 B 牛超数排卵，从B 牛体内获得的卵母细胞需要培养到______________(时期)才能与精子结合。
(3)A 牛的精子必须在 B 牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才能与 B 牛的卵细胞结合，卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到________。完成受精作用一段时间后，从 B 牛输卵管中冲出早期胚胎，这个过程叫___________。(4)生产上常用____________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体，可以使用________技术。(5)获得试管牛 E 和克隆牛 F 的生殖方式分别是________、
解析：给雌性动物注射促性腺激素可促进其超数排卵；卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力。受精的标志是用显微镜镜检可观察到在卵细胞膜和透明带的间隙有两个极体。胚胎移植要求胚胎发育到桑椹胚或囊胚期，此时期若进行胚胎分割移植，则可以得到多个性状相同的个体。试管牛是由受精卵发育成的，属于有性生殖；克隆牛是通过核移植技术得到的，属于无性生殖。答案：(1)胚胎移植
减数第二次分裂中期(MⅡ中期)
胚胎发育过程的综合考查
[典例 2](2019 年贵州铜仁模拟)请完成下列有关胚胎工程的相关问题：(1)胚胎发育的不同时期有着不同的变化特点，如：_______期以前的细胞具有发育成完整胚胎的潜能；________期的滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘。(2)体外受精过程中，对精子进行获能处理的方法有：________和____________。
(3)胚胎的早期培养过程，培养液的成分应包括：无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、________和核苷酸等营养物质，以及动物血清等天然成分。
(4)胚胎移植能够成功的生理学基础是________________________________，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。胚胎移植实际上是____________和____________共同繁殖后代的过程。进行胚胎移植的优势是______________________________。
[解析](1)在囊胚期细胞开始出现分化，在桑椹胚及以前时期细胞具有发育成完整胚胎的潜能，原肠胚滋养层发育成胎膜和胎盘。(2)对精子进行获能处理：方法包括培养法和化学诱导法。(3)胚胎的早期培养过程，培养液的成分应包括无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、激素和核苷酸等营养物质，以及动物血清等天然成分。(4)胚胎移植能够成功的生理学基础是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。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。胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(3)激素(4)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反
[考向预测]3.下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是
A.图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育B.受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C.兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D.原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期
解析：由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育，A 错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变或略有缩小，而每个细胞的体积减小，B 错误；兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C 正确；原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行，D 错误。
4.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)如果克隆过程中需要进行基因改造，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，还需要有________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采用的是细胞工程中的核移植技术，过程②采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有 O2 和 CO2，CO2 的作用是维持培养液的 pH。(3)在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有标记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囊胚中的内细胞团，若将图中获得的组织器官移植给个体 B 则不会发生免疫排斥反应，因为B 是供核的一方，克隆的组织和器官的绝大多数遗传物质和 B相同。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
DNA 连接酶 标记
[典例 3]如图表示利用胚胎干细胞(ES 细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答下列问题：(1)图中的胚胎干细胞(ES 细胞)可以从____________或____________中分离获取。
(2)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于经γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的____________，加入抗生素是为了_______________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(3)过程Ⅱ是将带有遗传标记的 ES 细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_____________的特点。在哺乳动物早期胚胎发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。
(4)过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_________________________________________________。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是____________。
(5)该研究中，包含的生物技术有_____________________
_____________(至少写出两种)。
[解析](1)图中的胚胎干细胞(ES 细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取，在功能上具有发育的全能性。(2)过程 I 将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此
过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(3)ES 细胞能培养成小鼠个体，说明胚胎干细胞具有发育的全能性。哺乳动物胚胎发育过程为：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→个体，可见，囊胚将进一步发育成原肠胚。(4)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够正常表达和发挥作用。将构建好的表达载体导入动物细胞常用显微注射法。(5)图示过程中，包含的生物技术有动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养、胚胎移植等。
[答案](1)早期胚胎
(4)使目的基因在受体细胞中稳
定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和
(5)动物细胞培养、转基因、早期胚胎
[考向预测]5.第三代试管婴儿技术包括胚胎植入前遗传学诊断。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。下列有关说法错误的是(
A.获取的精子一般要放在培养液培养一段时间才能用于受精B.胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞C.胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应D.试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子
解析：在体外受精前，要对精子进行获能处理，A 正确；胚胎植入前，可直接进行遗传学诊断，不需要从羊水中获取细胞，B 错误；胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应，这为胚胎在受体的存活提供了可能，C 正确；试管婴儿技术的成熟是可以得到健康的胚胎，而不是随意定制，D 正确。
6.(2019 年河北石家庄模考)慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每 100 mL 血液中含有 3.8～4.8 g，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：
(1)要实现①超数排卵，应在崂山奶山羊 A 发情周期的某一阶段用____________处理，然后在恰当时期采集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化学诱导法对羊的精子进行________处理，即用一定浓度的________________________处理。
(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用______________的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、________________、________、标记基因等部分。
(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的____________细胞进行鉴定，一般采用 SRY-PCR 方法，选择出现阴性反应的________(性别)胚胎进行移植。
解析：(1)在崂山奶山羊 A 发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，可促使其超数排卵。通过②采集的精子用一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187 溶液进行化学诱导处理，可使之获能。(2)已知白蛋白基因的碱基序列，可通过 PCR 扩增的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外，还需要有乳腺蛋白基因的启动子和终止子，乳腺蛋白基因的启动子
可以在启动乳腺蛋白基因转录的同时启动白蛋白基因的转录，终止子可使转录停止。(3)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别，对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，以便从乳汁中提取白蛋白，因此应选择雌性胚胎进行移植。
肝素(或钙离子载体 A23187
答案：(1)促性腺激素溶液)
[典例 4]2016 年 4 月 6 日，世界上首个拥有“三位亲生父母”的健康男婴在墨西哥诞生。其培育过程采用如图所示技术路线。据图回答下列问题：(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡发育。受捐者也要注射相关激素，目的是________________________。
(2)重组细胞需培养到 MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备____________，从受精卵到三亲婴儿的培育还需要__________和____________等技术。
(3)三亲婴儿的培育技术________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，三亲婴儿的染色体________(填比例)来自母亲提供的细胞核。
(4)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术的主要区别是_________________________。
[解析](1)在取卵前，给捐献者注射促性腺激素，可促使其一次有更多的卵泡发育，使其超数排卵。受捐者也要注射相关激素，相当于动物的同期发情处理，目的是为胚胎的植入提供相同的生理环境。(2)只有处于 MⅡ中期的卵母细胞才具有(与精子)受精的能力。从受精卵到三亲婴儿的培育需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(3)分析图示可知：三亲婴儿的线粒体来自捐献者卵母细胞，细胞核来自母亲的卵母细胞，因此三亲婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。三亲婴儿的染色体有一半来自母亲提供的细胞核。(4)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术的主要区别是在植入前对胚胎进行遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)。
为胚胎的植入提供相同的生理环境
(2)(与精子)受精的能力(3)能1/2
(4)植入前对胚胎进行遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)
[考向预测]7.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如下图所示，a、b、c 表示现代工程技术，①②③表示其结果，请据图回答，下
A.若 a 是核移植技术，①反映了动物细胞也具有全能性B.若 c 是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表现型一定
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性
D.若 b 是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提
8.(2019 年海南三亚模拟)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(简称 iPS 细胞)，继而利用 iPS 细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：
(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为____________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为____________。
(2)图中 2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_________；也可从灰鼠体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培养获得。
(3) 图中重组囊胚通过__________ 技术移入白鼠子宫内继续发育，此项技术在生产实践中的主要意义是_______________________。暂不移入的胚胎可使用________方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES 细胞)可由囊胚的____________分离培养获得。这类细胞的形态特征有__________________________________。iPS 细胞与 ES 细胞同样具有发育全能性，有望在对人类 iPS 细胞进行定向____________后用于疾病的细胞治疗。解析：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为原代培养，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(2)图中 2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为冲卵；也可从灰鼠体内取出卵子，培养到一定时期再通过体外受精后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续
发育；胚胎移植的意义是充分发挥雌性优良个体的繁殖能力；暂不移入的胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得。胚胎干细胞在形态上有体积小、细胞核大、核仁明显等特征。iPS 细胞与ES 细胞在功能上都具有发育全能性，因此对人类 iPS 细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗，这种技术称为治疗性克隆。
充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
体积小，细胞核大，核仁明显
9.(2020 年云南玉溪调研)如图为经过体外受精和胚胎分割
移植培育良种奶牛的过程，请回答下列问题：
(1)A 细胞是______________，为了获得更多的 A 细胞，可
以用______________对供体母牛进行处理。
(2)在进行体外受精前要对精子进行__________处理；受精后，体外培养受精卵时，提供 CO2 的目的是________________。
(3)进行胚胎分割时，应选择发育到________________时期
(4)②指的是____________。在对囊胚进行分割时，应注意
__________________。
(5)胚胎移植时，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口，这种方法称为________。另一种方法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎，这种方法称为________________。
(6)胚胎移植后，要对受体母牛进行___________________
解析：(1)图中 A 细胞与精子结合形成受精卵，故 A 是(次级)卵母细胞。使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，可以获得更多的卵母细胞。(2)在进行体外受精前利用培养法或化学诱导法对精子进行获能处理。动物细胞培养过程中，CO2可以维持培养液的 pH。(3)进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行操作。(4)①是内细胞团，②是囊胚腔。为了避免影响胚胎的恢复和进一步发育，对囊胚期的胚胎进行分割时，应将内细胞团均等分割。(5)胚胎移植时，一般有手术法和非手术法，手术法需引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子
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