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第3节 胚胎工程
02
胚胎工程技术及其应用
PEITAIGONGCHENGJIQIYINGYONG
教学目标
1、简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
2、科学思维：以文字和图示表示哺乳动物的体外受精和胚胎移植的过程。
3、社会责任：说明体外受精、胚胎移植和胚胎分割技术在畜牧业生产中的应用。
本节聚焦
胚胎工程车技术主要包括哪些内容？它们的原理分别是什么？
胚胎工程在生产实践中有哪些应用？
1978年7月26日，世界上第一个试管婴儿路易斯在英国出生，至今，全世界已有约三百多万个试管婴儿出生！
路易斯现已成为母亲
我国首例转基因试管牛“滔滔”于1999年2月19日在上海诞生。
1988年3月10日我国首例试管婴儿“郑萌珠”
试管婴儿并不是在试管中培养出婴儿
试管婴儿是在试
管里成长的吗？
体外受精和早期胚胎培养在试管中
试管动物:
试管动物是指通过人工操作使卵子在体外受精，经过培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体。
个体
精子
卵子
受精卵
体外受精
早期胚胎
子宫
胚胎移植
早期胚胎发育
目的：实现良种动物的 繁殖。
快速大量
胚胎工程技术
（二） 胚胎移植
（三） 胚胎分割
（一） 体外受精
阅读教材，胚胎工程技术包括哪些？
1.体外受精就是采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。
2.体外受精和体外胚胎培养过程
培养液中培养精子使之获能
采集成熟的卵细胞
获能后的精子和卵细胞共同培养，完成受精
体外培养受精卵至
8细胞期以上
冷冻保存
植入代孕母体子宫
一、体外受精
3. 体外受精
卵母细胞的采集
培养
成熟卵母细胞
精子的采集
获能处理
获能的精子
受精
受精卵
(1)卵母细胞的采集和培养
(2)精子的采集和获能
(3)受精
一、体外受精
3. 体外受精的过程
一、体外受精
哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。
4. 精子的采集和获能
（1）采集方法：假阴道法、手握法和电激法。
（2）精子的获能
一、体外受精
培养法:
放入人工配制的获能液中
如：啮齿动物、家兔和猪等
化学诱导法:
放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中
如：牛、羊等
5.卵母细胞的采集和培养
超数排卵
给供体注射促性腺激素，使一头母畜一次排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子，用于体外受精和早期胚胎培养。
垂体
促性腺激素
分泌
(+)
卵巢中卵泡
发育成熟
排卵
方法一：输卵管采卵(冲取卵子)
利用促性腺激素促使雌性动物排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子。
适合实验动物(兔、鼠)以及家畜猪、羊等。
获得的卵子可以直接与获能精子在体外受精吗？
一、体外受精
方法二：屠宰动物的卵巢采卵
从已屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。
适合大型动物或大家畜，如：牛、马等。
牛卵巢
牛卵巢取卵
获得的卵子可以直接与获能精子在体外受精吗？
5.卵母细胞的采集和培养
一、体外受精
方法三：活体采卵(卵巢中)
借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等仪器，直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞。
适合大型动物或大家畜，
如：牛、马等。
获得的卵子可以直接与获能精子在体外受精吗？
5.卵母细胞的采集和培养
一、体外受精
获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中共同培养一段时间。
精液由精子和精浆两部分组成。精浆中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能前进行离心处理，目的是除去精浆以利于精子获能。
一、体外受精
精子获能前应离心处理：
比较自然受精、人工授精和体外受精的异同点
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不 同 点 过程不同 雌雄动物 交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精。 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程。
场所不同 雌性动物 输卵管中 雌性动物 输卵管中 体外培养液中
相同点 ① 精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程； ② 都是有性生殖
一、体外受精
6.体外受精意义
是提高动物繁殖能力的有效措施，可以为胚胎移植提供可用胚胎。
我国体外受精技术的研究起步于20世纪80年代后期,进展很快,目前已经在羊、牛、猪和人等生物中取得成功，特别是人和牛的体外受精技术已达国际先进水平。
获能液：
受精溶液：
发育培养液：
①用培养法使精子获能；
②在获能溶液中完成受精作用。
是专门的，精子、卵子完成受精的溶液。
是进行早期胚胎培养的溶液。
注意：
二、胚胎移植
将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的体内,使之继续发育为新个体的技术。
1.概念
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。
供体：
提供胚胎的个体。遗传性状优良、生产能力强。
受体：
接受胚胎的个体。有健康体质和正常繁殖能力。
受体的条件：
同种、生理状态相同。
二、胚胎移植
胚胎移植过程示意图
受体母牛
同期发情
良种母牛
超数排卵
发情
配种（体内受精）
良种公牛
收集胚胎
胚胎冷冻保存
妊娠
胚胎移植
胚胎分割、移植
胚胎移植
胚胎分割、移植
大量优良后代
2. 过程
供体、受体的选择和处理
发情配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
胚胎的移植及移植后的检查
（1）对供、受体的选择和处理
① 对供、受体进行的相同处理
_____________
*该处理的目的：
_________________________________
② 只对供体进行的操作
______________________
*该处理需要用的激素：
______________
*该处理的结果：
__________________________________
为胚胎移植前后提供相同的生理环境
同期发情处理
超数排卵处理
外源促性腺激素
卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子
二、胚胎移植
2. 过程
供体、受体的选择和处理
发情配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
胚胎的移植及移植后的检查
（2）配种或人工授精应选择_______________
（3）胚胎的收集、检查、培养或保存
①胚胎收集的基础
____________________________
____________________________
____________________________
②该阶段检查的目的
___________________________
③胚胎保存的方法
___________________________
同种的优良公牛
哺乳动物早期胚胎形成后，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
检查胚胎的质量
-196℃液氮中保存
二、胚胎移植
2. 过程
供体、受体的选择和处理
发情配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
胚胎的移植及移植后的检查
（4）胚胎的移植
一般选择移植___________________
（5）移植后的检查
第二次检查的目的：
______________________________
桑葚胚或囊胚阶段的胚胎
对受体进行妊娠检查（检查受体是否妊娠）
二、胚胎移植
3.胚胎移植的基本程序
受体
供体
（1）对供体和受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理
（2）供体母本用促性腺激素处理使之超数排卵
（3）超数排卵的母牛发情后，选择 同种优秀的公牛进行配种或人工授精。
（4）配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宮内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）
二、胚胎移植
（5）冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应该发育到桑椹胚或囊胚阶段。
胚胎冷冻保存(-196℃,液氮中）
（6）将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
3.胚胎移植的基本程序
（1）手术法:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口。
（2）非手术法: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。
二、胚胎移植
（8）对受体母牛进行是否妊娠检查。
（9）受体母牛生下胚胎移植的小牛犊。
3.胚胎移植的基本程序
二、胚胎移植
手术法移胚
已配种母牛，在右肋部切口，找到非排卵侧子宫角，再把吸有胚胎的注射器或移卵管刺入子宫角前端，注人胚胎；未配母牛在每侧子宫角各注入一个胚胎；然后将子宫复位，缝合切口。
非手术法移胚
在发情后第六至第九天(即胚泡阶段)进行，过早移植会影响受胎率。采用胚胎移植枪和0．25毫升细管移植的效果较好。将细管截去适量，吸入少许保存液，吸一个气泡，然后吸人含胚胎的少许保存液，吸入一个气泡，最后再吸取少许保存液。将装有胚胎的吸管装入移植枪内，通过子宫颈插入子宫角深部，注入胚胎。
受体
供体
（1）对供体和受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理
（2）供体母本用促性腺激素处理使之超数排卵
（3）超数排卵的母牛发情后，选择 同种优秀的公牛进行配种或人工授精。
（4）配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宮内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）
（5）冲卵后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应该发育到桑椹胚或囊胚阶段。
胚胎冷冻保存
(-196℃,液氮中）
（6）将收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
（1）手术法:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口。
（2）非手术法: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。
（8）对受体母牛进行是否妊娠检查。
（9）受体母牛生下胚胎移植的小牛犊。
3.胚胎移植的基本程序
（1）对供体和受体的处理
选择遗传性能和生产性能优秀的、有健康的体质和正常繁殖能力的个体，用激素对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理。
（2）用激素对供体母牛做超数排卵处理
（3）配种或进行人工授精
（4）胚胎的收集
（5）胚胎的检查
（6）胚胎的保存
（7）胚胎移植
二、胚胎移植
4.胚胎移植的生理学基础
结合图2-23,思考与讨论以下问题。
（1）将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？
（2）受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
（3）胚胎移植后,经受体孕育的后代,其遗传特性与供体还是受体保持一致？为什么？
（4）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。你认为这样的概括正确吗？为什么？
（1）将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能，在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？
不一定能正常发育。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内，胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生殖器官的生理变化同步，这样才能为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
（2）受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应？
受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
（3）胚胎移植后,经受体孕育的后代,其遗传特性与供体还是受体保持一致？为什么？
胚胎移植后，经受体孕育的后代的遗传特性与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系，其遗传物质在孕育过程中不会发生任何变化。
（4）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。你认为这样的概括正确吗？为什么？
正确。因为胚胎移植的成功率与供体、受体生理环境条件的一致性密切相关。只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。所以,我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
5.胚胎移植的生理学基础
（2）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，为胚胎在受体内存活提供了可能。
（4）供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变，为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障，同时保障了供体优良遗传性状。
（1）排卵后，同种动物的供、受体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。
二、胚胎移植
是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状均能保持其原来的优良特性。
6.胚胎移植的实质
7.胚胎移植的意义
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。
① 缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。
② 可在短期内大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良。
③ 经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交流，代替活畜的引种和进出口。
④ 通过胚胎移植可人为生产双胎或多胎。
⑤ 可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。
二、胚胎移植
为了让受体能在一次生产时，一胎多子，我们该如何进行？
可以同时培养几个早期胚胎，并同时移植到代孕个体的子宫内。
当然，也可以对一个早期胚胎，进行切割为几个早期胚胎，再进行培养，检测其健康后，再同时移植到代孕个体的子宫内。
胚胎分割
胚胎分割（embryodivision）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。
1. 概念
三、胚胎分割
2.特点
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。
通过胚胎分割移植培育出的这些动物，性别表现为：
全为雌性或全为雄性
3.理论基础
动物胚胎细胞的全能性。
4.选择的胚胎
发育良好的，形态正常的囊胚或桑椹胚。
所以胚胎分割的时期为：
囊胚或桑椹胚。
三、胚胎分割
5.使用的主要仪器
体视显微镜和显微操作仪。
6.具体操作
选择良好的桑椹胚或囊胚移入盛有操作液培养皿中，用分割针或分割刀将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。
三、胚胎分割
6.具体操作
三、胚胎分割
三、胚胎分割
①性别鉴定的取样部位：_________________
②性别鉴定的方法：_________________
滋养层
做DNA分析
胚胎分割动态演示
7.应用前景
（2）进行早期胚胎的性别鉴定
（1）生产同卵双生后代
三、胚胎分割
核型分析法
细胞遗传学方法又称为核型分析法。常采用切割胚，一半用于鉴定性别，一半用于冷冻或移植。其基本原理是取一部分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，检查性染色体，根据人染色体中期的谱带差异、Y染色体的大小及形态判断性别，准确率达100%。但过程复杂，且要求操作人员有丰富的经验。
（2）早期胚胎的性别鉴定
SRY—PCR鉴定法
从早期胚胎中取出一个或几个卵裂球，用特异性引物扩增SRY基因，能够产生出扩增DNA片段的胚胎即为雄性，反之为雌性。再把确定性别的胚胎移植到子宫。
三、胚胎分割
8.操作注意事项
对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。
原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，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，甚至不能发育等问题。
三、胚胎分割
胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。
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，每一份的细胞数会越少，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。
1978年，科学家将小鼠的桑椹胚一分为二，获得了成功。
1979年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。
20世纪80年代后，人们建立了系统的胚胎分割法，并相继得到1/4和1/8分割胚胎后代。
我国的胚胎工程专家也进行了分割胚胎移植的实验研究，成功地对小鼠、家兔、绵羊、山羊和牛等动物进行了分割胚胎移植，并将二分胚胎分割技术应用到牛和羊的胚胎移植中。
9. 胚胎分割技术的发展
三、胚胎分割
10.胚胎分割技术的缺陷
（1）刚出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；
（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小。
三、胚胎分割
11.胚胎分割的优点
① 可以促进优良动物品种的繁殖；
② 产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；
③ 在胚胎移植前，进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。
可以向胚胎工程专家提出的问题有：公司繁育成功的良种奶牛是将胚胎几等分得到的后代 采用胚胎分割技术，理论上一头纯种荷斯坦奶牛一年可由代孕母牛生下多少头小牛 实际得到了多少头 如果理论值与实际值存在差异，产生差异的原因是什么 胚胎分割后经移植获得的同卵双胎或多胎，是否保持了良种奶牛所有的优良性状 是否有生理缺陷 等等。
思考：
利用核移植技术、体外受精（试管婴儿）、胚胎分割获得胚胎，生殖方式一样吗？
不一样;
核 移 植:_________
体外受精:_________
胚胎分割;_________
无性生殖
有性生殖
无性生殖
胚胎工程的技术手段
体外受精
卵母细胞的采集
受精
精子的获取
胚胎移植
供体、受体的选择和处理
配种或人工授精
胚胎的收集、检查、培养或保存
胚胎的移植
移植后的检查
胚胎分割
生殖方式
分割注意事项
分割胚胎类型
四、课堂小结
练习与应用
一、概念检测
1.体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关表述是否正确。
（1）采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。 （ ）
（2）经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。（ ）
（3）进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应。 （ ）
×
×
×
练习与应用
一、概念检测
2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点。成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。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。
（1）请将图中括号内的内容补充完整。
（2）为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理？
（3）在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？
（1）请将图中括号内的内容补充完整。
体外胚胎培养、 胚胎移植。
（2）为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理？
可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
（3）在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理？
要对采集到的卵母细胞进行成熟培养,对采集到的精子进行获能处理。
练习与应用
二、拓展应用
北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。
请回答下列问题
（1）我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛？运用这些技术一定能繁育成功吗？请说出你的理由。
（2）如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别？
（3）如果繁育不成功，这一物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训？
（1）我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛？运用这些技术一定能繁育成功吗？请说出你的理由。
可以使用人工授精、体外受精、胚胎移植、体细胞核移植等技术来人工繁育北方白犀牛。运用这些技术不一定能成功繁育北方白犀牛，因为任何一项技术都不能保证百分之百的成功率，何况现存的北方白犀牛数量极少。
（2）如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别？
这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性会降低，野外生存能力也会下降。
（3）如果繁育不成功，这一物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎
样的教训？
多种多样的生物是生态系统的重要成员，是一个个独特的基因库。任何一个物种的灭绝都可能产生多米诺效应，使其他相关物种受到影响，进而威胁到生态系统的平衡与稳定。保护濒危的野生动物，保护生物多样性刻不容缓。
复习与提高
1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题。
（1）如果A、B分别是白菜和甘蓝
的原生质体,则C细胞再生出细胞壁
后需要通过什么技术才能发育成杂
种植株“白菜一甘蓝"？若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育？为什么？
（2）若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞表示什么？符合要求的C细胞应具有哪些特点？
（3）如果A，B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般要把A细胞培养到什么时期？B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵？
（1）如果A、B分别是白菜和甘蓝的原生质体,则C细胞再生出细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植株“白菜一甘蓝"？若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育？为什么？
植物组织培养技术；
白菜和甘蓝杂交产生的子代没有同源染色体，进行减数分裂时联会发生紊乱，不能形成正常的配子，所以该子代一般不可育。
（2）若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞表示什么？符合要求的C细胞应具有哪些特点？
B淋巴细胞、 能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体。
（3）如果A，B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般
要把A细胞培养到什么时期？B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵？
减数分裂Ⅱ中期(MII期)、 获能处理。
2. 2015年10月，我国科学家屠呦呦因发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得了诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素类药物的市场需求很大，请你根据所学内容及以下信息，提出一条提高青蒿素类药物产量的研究思路。
（1）青蒿素的衍生物--双氢青蒿素也是很好的抗疟疾药物，并且它的药物活性比青蒿素的高很多；
（2）青蒿素是从黄花蒿中提取的，在黄花蒿产生青蒿素的代谢过程中，某些酶（如FPS酶）起决定性作用；
（3）野生黄花蒿在生长过程中，处于花蕾期时体内青蒿素含量最高；
（4）研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的愈伤组织中没有青蒿素，但是由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素；
（5）四倍体黄花蒿体内青蒿素的含量比二倍体高38%，但四倍体植株比二倍体植株矮小很多。
复习与提高
本题看似是从几个选项中选择一个即可，其实并不是如此简单。出题的目的是考查批判性思维最后阶段的技能，即作出决策。有研究者认为，批判性思维的目标在于作出明智的决定、得出正确的结论。在作出决策时，决策者掌握的资料应该正确、完整，应该能提出替代方案。所以，在解答类似的习题时，需要引导学生思考：这些信息够你作决定用吗？如果不够用，你认为还需要补充什么信息？哪些信息是你作决定时参考的关键信息？你作决定时，考虑备选方案了吗？题干中列出的五条信息指明的方向，都有研究者在研究，也都有提高青蒿素类药物产量的可能性。每个学生都有自己的思考和见解，应该让他们结合自己的理解或者假设的其他条件来进行判断和选择。
3.在章首页中介绍的体细胞克隆猴的培育
过程中，我国科学家经过多年的反复试验，可
以在10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s
之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论
者认为：该研究的研究者利用“聪明的化学方
法和操作技巧"，攻克了多年来导致体细胞克
隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如下图
所示，请结合图回答问题。
（1）研究人员在将胎猴的体细胞注入去核的
卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。
在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是什么？
（2）为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdmd的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它。这两种物质发挥作用的机制是什么？
（3）评论者所说的培育过程中用到的“聪明的化学方法和操作技巧”，你认为具体体现在什么地方？
（4）你认为体细胞克隆猴的成功培育有什么意义？
复习与提高
（1）研究人员在将胎猴的体细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是什么？
诱导细胞融合。
（2）为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它。这两种物质发挥作用的机制是什么？
这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA可以表达组蛋白去甲基化酶，该酶能降低组蛋白的甲基化水平；组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平。
（3）评论者所说的培育过程中用到的“聪明的化学方法和操作技巧”，你认为具体体现在什么地方？
“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率。“操作技巧”是指科学家经过大量的训练，能在10s内完成对卵母细胞的去核操作，能在15s内将体细胞注入去核的卵母细胞，这样迅速的操作大大降低了对卵母细胞的损伤。
（4）你认为体细胞克隆猴的成功培育有什么意义？
在医学研究中通常需要用到遗传背景相似或相同的实验动物，这样实验组和对照组的比较才更具有说服力。小鼠因其能快速地进行近亲繁殖，产生大量遗传背景相似的后代，而被广泛用作实验动物。但是小鼠与人的亲缘关系太远，很多在小鼠体内有效的候选药物，用在人身上不一定有效，或有很大的副作用；在小鼠体内存在的致病机制也不一定存在于人体内。由于猴与人的亲缘关系极近，培育大批具有相同遗传背景的克隆猴，对人类疾病致病机制的研究和新药的研发等具有重要意义。特别是在脑研究方面，克隆猴的培育将大大促进人类脑疾病的研究和治疗。例如，我们可以培育一批“模型猴”标记它们的某一类神经元，追踪其神经连接，由于这些猴的遗传背景一致，所以在研究中可以最大限度排除由基因差异造成的大脑结构形状不一的问题。克隆猴的成功培育标志着我国在非人灵长类疾病动物模型研究方面处于国际领先水平。
(其他合理答案均可)
谢谢
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