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第三讲 胚胎工程
考点导航
1．简述动物胚胎发育的基本过程及胚胎工程的理论基础。
2．举例说出胚胎干细胞的移植
3．概述胚胎工程的应用。
知识网络
考点梳理
（一） 哺乳动物生殖细胞的发生和受精作用
1．精子卵子形成过程的不同点
项目 精子的发生过程 卵子的发生过程
发生场所 睾丸 卵巢和输卵管
发生时间 减数分裂 减数分裂和受精过程
发生过程 连续 不连续
核物质含量 减半（n） 减半(n)
是否变形 是 否
一个性原细胞最终产生的生殖细胞个数 4 1
细胞质分裂 均等 不均等
2．受精作用
（1）受精前的准备阶段:
① 精子获能: 精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象，原因在于精清中含有一种能抑制精子获能的物质，只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管，卵泡液、输卵管分泌物、血清等液体可使精子获能。
2 卵子的准备: 在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期（MⅡ期），才具有与精子受精的能力
（2） 受精阶段：
① 精子穿越放射冠和透明带
顶体反应：使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞
透明带反应：防止多精入卵受精的第一道屏障
2 精子进入卵黄膜
卵黄膜封闭作用：防止多精入卵受精的第二道屏障
3 原核形成： 雄原核形成和雌原核形成
4 配子结合： 雌雄原核融合形成合子(受精卵)
（3）受精作用的场所：输卵管的壶腹部
（4）受精标志：第二极体的形成；受精完成标志是雌雄原核融合成合子。
（5）受精作用的结果：使单倍体的精子和卵子结合形成二倍体的受精卵，染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自父方，另一半来自母方。
（二）哺乳动物胚胎发育的基本过程
受精过程的完成，标志着胚胎发育的开始。
起点：受精卵；终点：幼体；包括以下几个阶段：
（1）卵裂期：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。
（2）桑椹胚：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。
（3）囊 胚：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。
（4）原肠胚：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。
（三） 胚胎工程的主要技术与应用
对动物生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞所进行的多种显微操作和处理技术，由体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、等组成的现代生物技术。
1．体外受精技术
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。
（1）基本原理：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。
（2）卵母细胞的采集和培养： 对体型小的动物用促性腺激素处理，从输卵管冲取卵子（可直接受精）；对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞（要在体外培养成熟）。
（3）精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。
（4）受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
（5）胚胎的早期培养：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。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。)
2．胚胎移植技术
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，使之继续发育为新个体的技术。
（1）优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。
（2）胚胎移植的生理学基础：
① 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相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
② 早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③ 受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体的存活提供了可能。
④ 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
（3）胚胎移植的程序：
① 供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理）
；
② 配种或人工授精；
③ 胚胎收集（冲卵）、检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）、培养或保存（－196℃的液氮）；
④ 胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）、非手术法（用移植管将其送入子宫）；
⑤ 移植后的检查（是否妊娠）等。
（4）地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。
3．胚胎分割技术
用显微手术方法将早期胚胎切割成2、4、8等份，经体内或体外培养后植入受体，以获得同卵双生或同卵多生后代的技术，是动物克隆的方法之一。
（1）材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）
（2）操作过程：用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个胚胎，注入空透明带或直接将裸半胚移植入受体。对囊胚阶段的胚胎分割时，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。
（3）意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
（四） 胚胎干细胞的研究及其应用
1．干细胞：动物（包括人）胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。
按照分化潜能的大小，干细胞基本上可分为专能干细胞（只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞）、多能干细胞（具有分化成多种细胞或组织的潜能却失去发育成完全个体能力的细胞）和全能干细胞（可以分化为全身各种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官）。
2．成体干细胞：存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞。
造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，主要存在于骨髓、脐血、外周血中。
3．胚胎干细胞：由早期胚胎（囊胚）或原始性腺（胎儿）中分离出来的一类细胞，又叫ES或EK细胞。具有增殖能力并保持未分化状态、在一定的条件下可以向各种组织和器官分化、易于进行基因改造操作等特点。如内细胞团细胞（位于囊胚的囊胚腔一侧）
4．特征：形态上体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性，即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
5．应用
用于治疗人类疾病，如利用ES细胞诱导其分化成新的组织细胞特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复。
典例精析
【例1】（2009·江苏）下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是
A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
B．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
C．胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点
D．胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取
【精析】 本题考查胚胎干细胞的知识。A选项卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变，故细胞数目增多但有机物逐渐消耗而减少；B选项中内细胞团是囊胚时期的，不是原肠胚时期的；C选项胚胎干细胞具有细胞核大、核仁比较大而明显的特点；D选项，胚胎干细胞是全能干细胞，是未分化细胞。
【答案】 D
【例2】下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。
（1）进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照14h，黑暗10h）饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是 。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是 。再在37℃，5%CO2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天右以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎 期开始的标志。
（2）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素B处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是 。
（3）如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于 。
（4）如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因 。
【精析】（1）在进行小鼠体外受精时，要胚使用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子；在受精前，要对精子进行获能处理；受精后的细胞开始进行有丝分裂形成早期胚胎，当胚胎内部出现裂隙，意味着进入囊胚期。（2）处理后的受精卵只含有卵核，通过化学药物处理使其同源染色体增加一倍，该过程类似于单倍体育种，优点也一样。（3）该过程为采用了动物核移植技术，所形成的克隆小鼠丙的核基因来源于提供细胞核的甲及提供细胞质基因的乙。（4）外源基因插入影响的是对小鼠生命必不可少的基因的表达，将会导致小鼠死亡。
【答案】（1）促进排卵（或超数排卵） 使精子获能 囊胚 （2）容易获得纯合子并缩短育种时间 （3）小鼠甲（体细胞）的核基因和小鼠乙（卵细胞）的细胞质基
（4）外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
【点评】本题综合了胚胎工程、细胞核移植、细胞工程、基因工程等现代科技知识，情境新，意向新，是很有代表性的高考题。
【例3】（2009·四川）将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞（命名为M细胞），再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠（胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠）体内，然后小鼠的血糖浓度，结果如图所示（虚线表示正常小鼠的血糖浓度值）。请回答相关问题：
（1）实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用_______________　　酶将其分散成单个细胞。
（2）根据实验结果可以判定M细胞已具有_________________细胞的功能。说明判定的理由______________________________________。
（3）用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果（用“+”表示能检测到，用“-”表示不能检测到）。
用探针检测细胞的DNA 用探针检测细胞的RNA
胚胎干细胞 M细胞 胚胎干细胞 M细胞
上述实验结果表明，胚胎干细胞通过______________________________定向分化为M细胞。
（4）若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞？_______________　，请说明理由________________________________________________。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【精析】本题考查的知识点如下：
Ⅰ．糖尿病的机制：由于胰岛B细胞受损导致无法合成胰岛素来降血糖，血糖浓度过高随尿排出，导致糖尿病的产生。本题中通过曲线反应了未移植M细胞和移植M细胞后血糖浓度的变化，可见移植M细胞血糖浓度降低，显然M细胞发挥了胰岛B细胞的功能。
Ⅱ．细胞的全能性和基因表达的相关知识：第（3）问中通过表格的形式要求学生补充实验的结果，首先学生要明确这里的M细胞是通过小鼠的胚胎干细胞经过细胞增殖、分化而产生的，由于是通过有丝分裂增殖，所以M细胞和胚胎干细胞的DNA是一样的，然而细胞分化的实质为基因的选择性表达，故不同细胞中转录形成的mRNA是不同的，进一步合成了不同的蛋白质，故M细胞和胚胎干细胞中的RNA不一样，从而在进行DNA探针杂交试验时出现了如表格中显示的杂交结果；第（4）小题考查了动物细胞核具有全能性的原因，即细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质；
【答案】（1）胰蛋白酶 （2）胰岛B 胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素
（3）
+
基因的选择性表达（胰岛素基因的表达）
(4) 能 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质（细胞核的全能性）
巩固演练
1． (2009全国卷二) 下列有关哺乳动物个体发育的叙述，错误的是（ ）
A． 胚胎发育过程中也会出现细胞衰老
B． 幼鹿经过变态发育过程长出发达的鹿角
C． 胚后发育过程中伴有细胞分化
D． 来自原肠胚同一胚层的细胞经分化发育成不同的组织
【解析】多细胞生物体内的细胞总是在不断地更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，因此胚胎发育过程中也会有细胞衰老。变态发育指成体与幼体在形态上的差别比较大，而这种形态的改变又是集中在短期内完成的，因此B不正确。细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎时期达到最大程度。原肠胚中三个胚层以后可分化发育成不同的器官、组织。
【答案】B
2．我国首例“虎狮兽”2002年在“南京红山动物园诞生”，利用了雄虎的精子和雌狮卵子“体外受精” 而产生，完成这一过程需要解决的问题是……( )
A．精子在体外用获能物质的处理 B．用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入
C．抽取精子、卵子的细胞核进行融合 D．精子入卵后进行人工处理防止多精入卵
【解析】精子获能后才具有受精能力，因此体外受精要给予获能处理；精子入卵后自然会形成两道屏障防上多精入卵，入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核，二者融合成合子后受精完成，而不是二者原有细胞核的融合，因此B、C、D没有必要。
【答案】 A
3．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
【解析】体外受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，受精卵发育到桑椹胎或囊胚阶段才能移植，移植入母体后继续发育形成幼体产出。
【答案】C
4．胚胎移植技术己在畜牧业生产中得到广泛的应用。下列说法中，错误的是 ( )
A．胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力，一年内可得到几头甚至几十头良种牛犊
B．应用胚胎移植可使母牛提高生产能力
C．应用胚胎移植可以代替种畜的引进，丰富品种资源
D．胚胎移植可在畜牧业生产中产生新的品种，改良品种资源
【解析】胚胎移植技术是将供体的受精卵或早期胚胎移植到受体中，使之继续发育为新个体的方法。胚胎移植能大大提高优良母畜繁殖潜力，具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代，可在短期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工作，但不能培育动物新品种。
【答案】 D
5．镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，病人不能产生正常的血细胞。在缺氧的条件下，病人红细胞变形为镰刀状，失去运输氧气的能力。现在要用造血干细胞移植技术来治疗此病人，你认为最佳的医治方案是 ( )
A．将符合要求的造血干细胞移入病人的造血系统
B．将符合要求的造血干细胞直接植入病人的循环系统
C．将符合要求的造血干细胞植入病人血液
D．将符合要求的红细胞植入病人的血液和造血系统
【解析】 本题考查胚胎干细胞的特点和作用。造血干细胞是一种多能干细胞，在一定条件下可以增殖和分化为多种组织细胞。镰刀型细胞贫血症是病人的造血系统不能产生正常的红细胞，因此通过造血干细胞移植技术，将符合要求的造血干细胞植入病人的造血系统，就可以源源不断地产生正常的红细胞，释放进入血液来替代衰老死亡的红细胞，使病人的血液恢复正常的造血功能。造血干细胞增殖和分化为红细胞需要一定的环境条件，因此，必须将其植入造血系统，而不是植入血液。
【答案】A
【点评】植入造血干细胞后，病人的红细胞恢复正常，但个体的基因型并没有改变，因此，对婚后子女的基因型没有影响。
6．关于受精过程的叙述错误的是 ( )
A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进人放射冠
B．透明带反应是防止多精人卵的第一道屏障
C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵
D．雄原核形成的同时，卵子完成第二次减数分裂
【解析】获能后的精子与卵子相遇后，使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞，然后再进入透明带。
【答案】A
7．利用下列细胞工程技术培养出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是( )
①细胞和组织培养 ②细胞融合 ③动物胚胎移植 ④克隆羊技术（多利）
A．①② B．②③ C．① D．①④
【解析】细胞和组织培养是由同一种生物的细胞分裂分化形成新个体，属无性生殖，因而新个体只有一种亲本的遗传性状。细胞融合是由两个细胞融合到一起，融合后的细胞同时具有原来两个细胞的遗传物质。动物胚胎移植本质仍是有性生殖，只不过当受精卵卵裂到一定阶段后找一个代孕场所，但其新个体同样具有两个亲本遗传性状。克隆羊技术中多利的产生是指把一乳腺细胞的细胞核分离出来移植到另一个去核的卵细胞中，发育形成的新个体的基因主要来自乳腺细胞的细胞核，也有少数基因来自卵细胞线粒体中的DNA。
【答案】 D
8．山东省干细胞工程技术研究中心于2009年2月2日宣布，由这个中心李建远教授率领的科研团队，成功克隆出了5枚符合国际公认技术鉴定指标的人类囊胚。据介绍，此次研究者选择了健康卵细胞志愿捐献者12人，经促排卵获得135枚卵细胞，他们将卵细胞的细胞核剔除后，移入体细胞的细胞核，其中，4枚囊胚的供核体细胞来源于正常人皮肤成纤维细胞，1枚来源于帕金森病患者外周血淋巴细胞，最终成功获取5枚囊胚。以下有关叙述正确的是
(　　)
A. 5枚囊胚的细胞未发生分化，可以培养成不同的组织和器官
B. 对同一枚囊胚来说，每个细胞核内的遗传物质与供核体细胞相同
C. 该过程使用了核移植技术、动物细胞培养技术、细胞融合技术
D. 若将获得的囊胚置于试管内继续培养，可以培养得到试管婴儿
【解析】 通过核移植获得的重组细胞，利用细胞培养技术在适宜环境中不断进行有丝分裂，至囊胚期细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高），其内细胞团以后发育成胎儿的各种组织，而滋养层细胞则发育成胎膜和胎盘，得到的囊胚必须移植入受体内才能获得试管婴儿，在该过程中没有用到细胞融合技术。
【答案】B
9．从理论上讲，任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异细胞或组织来治疗，下列说法不正确的是 ( )
A．用神经细胞治疗帕金森综合征等 B．用胰岛细胞治疗糖尿病
C．用心肌细胞修复坏死的心肌等 D．用甲状腺细胞治疗侏儒症
【解析】干细胞具有发育成不同组织的功能，而成熟的、已分化的细胞不再具有分化成其他组织的功能。用甲状腺细胞只能用于治疗甲状腺疾病，不能用来治疗侏儒症，侏儒症是由于缺乏垂体分泌的生长激素引起的。
【答案】D
10．在动物胚胎发育过程中，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，把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明（ ）
A.原肠胚末期已出现了组织分化和器官的形成 B.细胞是全能的
C.原肠胚末期出现了细胞分化 D.原肠胚已出现了三个胚层
【解析】在原肠胚早期，细胞间的转移并不会影响个体的正常发育，但到了末期，把未来应发育为蝾螈后肢的细胞移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的细胞处，将发育为一条额外的腿，可见，在移植前这一部分已经进行细胞分化，它发育的方向已经确定了。
【答案】 C
11．(2009 宁夏)右图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：
（1） 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_________期的内细胞团或胎儿的_______________中分离得到的一类细胞。
（2）图中分化程度最低的干细胞是________________。在体外培养条件下，培养液中加入_____________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
（3 ) 在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________________的结果。
（4）某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓的治疗的实质是将上图的______________细胞移植到患者体内。
（5）若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的___________，其原因是_______________________________。
（6）若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的______________期。
（7）在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用__________细胞与骨髓细胞融合，经多交筛选最终得到能分泌_______________________的杂交瘤细胞。
【解析】本题主要考查干细胞的基本知识。
（1）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，囊胚阶段细胞开始分化分为内细胞团和滋养层细胞.
（2）图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,全能性最高, 在体外培养条件下,该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞,培养液中加入分化诱导因子。
（4 ) 骨髓是人体的造血组织,存在造血功能干细胞, 骨髓的治疗的实质是将上图的造血干细胞移植到患者体内。
（5）克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而成熟的红细胞没有细胞核,故不能作为供体。
【答案】（1）囊胚 原始性腺细胞 （2）胚胎干细胞 分化诱导 （3) 选择性表达
（4 )造血干（5）红细胞 细胞中无细胞核（6）间 （7）B淋巴 特异性抗体
12．下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：
（1）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_____________。
（2）冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_____________冲洗出来。
（3）从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有___________。
（4）图中标号3为______________，它将来可发育为______________。
（5）若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗 __________________
为什么？______________________________________________________________________
（6）哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精？（ ）
A．顶体反应　　 B．精子穿越卵子透明带触及卵黄膜，导致透明带反应
C．精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应　 D．精子入卵后，触发卵黄膜封闭作用
【解析】本题主要考查胚胎移植的基本程序。在胚胎移植中，由于我们目前最常见的是二分胚，若一次给受体母牛移入多个胚胎，这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可能不同。哺乳动物受精过程的两道防线分别为：透明带反应和卵黄膜封闭作用。
【答案】 （1）促性腺激素 （2）早期胚胎 （3）DE （4）滋养层 胎膜和胎盘 （5）不一定相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可能不同 （6）BD
13．现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
（1）如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出_______注入B品种牛的_________卵母细胞，经过某处刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为_______，将该胚胎移入代孕母牛的_______中，通过培育可达到目的。
（2）一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量______，为解决这一问题，可以用______激素处理B品种母牛。
（3）克隆牛的产生说明_____具有全能性。克隆牛的性状主要表现____品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自______个亲本，细胞质来自______性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成______（相同，不同）。
【解析】考查细胞核移植和胚胎移植的有关知识。在核移植过程中，提供细胞核的是体细胞，而接受细胞核的是去核的卵细胞。由于自然状态下母牛的卵细胞数量非常有限，因此该技术难以大规模推广，可以采取用促性腺激素处理母牛，使母牛超数排卵的方法来增加卵细胞的数量。与杂交牛相比，克隆牛属于无性繁殖，只具备一个亲本的核基因，而杂交牛具备两个亲本的核基因，因此它们的遗传物质组成是不同的。
【答案】（1）细胞核 去核 重组胚胎 子宫
（2）不足 促性腺
（3）动物体细胞核 A 两 雌 不同
14．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移人女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：
(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是（ ）
A．有性生殖 B．组织培养
C．克隆技术 D．基因工程
(2) 人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞
、组织，并进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是______________________。
(3）该图示时期是胚胎发育的_________________期。
(4)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？（填序号）________________________。
①体外培养 ②人工授精 ③胚胎移植 ④核移植
(5) 要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是________________________________________。双胞胎的性别是否相同？______________。
(6)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在对人类作用上的区别是_________________________________ ________________________。
【解析】（1）试管婴儿技术实际是体外受精，即经过精卵结合，所以是有性生殖。
（3）此时期的特点是含有一个腔，即囊胚腔，所以称为囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞团。
（4）试管婴儿的培育过程为：
卵细胞
体外受精 体外培养 胚胎移植 生产
受精卵 早期胚胎 母体子宫 婴儿
精子
（5）将一个受精卵的早期胚胎一分为二，再移植到母体子宫发育，可形成两个婴儿，即同卵双胞胎，其核遗传物质完全相同，故性别也相同。
【答案】(1)A (2）有丝分裂 （3）囊胚 （4）①②③
(5) 胚胎分割移植 相同
(6）前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病
15．美英两国的两位科学家因为在胚胎干细胞研究方面的“基因靶向”技术获得2007年度诺贝尔生理学或医学奖。通过“基因靶向”技术可以对小鼠染色体组进行特异性的遗传修饰，包括简单的“基因敲除”、点突变的引入、染色体组大片段的删除和重排以及外源基因的定位整合等。下图是“基因靶向”技术的主要步骤，请据图回答下列问题：
（1）ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为 ,在功能上,具有 。
（2）在胚胎移植过程中，供、受体动物选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是 ，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
（3）复合型免疫缺陷症是一种遗传病，实施基因治疗的一般方法是取患者的 作为受体细胞，将正常的外源基因插入受体细胞后，再回输体内，以替代、修复或纠正有缺陷的基因，但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱，而 很好地解决了这一问题。
（4）要检测上述小鼠染色体的DNA上是否插入了靶基因可采用 ， DNA分子探针要用 标记。如果靶基因的核苷酸序列为…ACGTGTT…，请写出作为探针的DNA分子的脱氧核苷酸序列 。
（5）上述步骤所涉及的动物细胞培养过程中，进行传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是 。改用胃蛋白酶行吗？为什么？
【解析】本题考查基因工程、胚胎工程的基础知识及其应用。复合型免疫缺陷症是由于腺苷酸脱氨酶基因缺失，造成体内缺乏腺苷酸脱氨酶；而腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能作用所必需的，治疗时可将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，使淋巴细胞能够产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴细胞转入患者体内。
【答案】（1）体积小，细胞核大，核仁明显 发育的全能性
（2）使供、受体的生理状态相同 （3）淋巴细胞（脐带血细胞） “基因靶向”技术
（4）DNA分子杂交技术 放射性同位素(或荧光分子等) …TGCACAA…
（5）蛋白质 不行，胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时, 胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2～7.4,所以用胃蛋白酶不行。www.
受体母牛
选择
供体母牛
超数排卵
供体公牛
配种
冲卵
检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）
胚胎移植
妊娠检查
分娩（胚胎移植的犊牛）
胚胎分割
体外受精
………… 同期发情处理………………
胚胎工程
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