专题三胚胎工程
第一部分基础知识点复习
一、体内受精和早期胚胎发育
（一）精子的发生
（1）场所：精子的发生是在内完成的。（2）时期：从开始直到。（3）过程：第一阶段：细胞的形成：精原细胞经过_______分裂产生多个__________细胞；第二阶段：细胞的形成：初级精母细胞经
分裂形成含有染色体的细胞；第三阶段：变形：
变为精子头部的主要部分，发育为头部的顶体，______________演变为精子的尾，____形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩成___________________。
思考1：精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留下来，对这一现象，你怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
思考2：在基因工程中，通常将目的基因导入到受体细胞的叶绿体DNA中，这样可以防止目的基因随花粉传播而逃逸。请结合精子结构的形成过程加以说明。
（二）卵子的发生
（1）场所：卵子的发生是在内完成的。
（2）过程：雌性胎儿卵巢内的，通过增加其数量，演变为，被包围形成卵泡。初级卵母细胞经过分裂变为成熟的卵子。减数第一次分裂时间是在完成的，结果是产生。减数第二次分裂时间是在的过程中，结果是产生。思考1：判断卵子是否受精的重要标志是什么？
思考2：精子和卵子在发生上的重要区别是什么？
请根据下图卵子发生和成熟过程进行作答：
思考3：一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
思考4：排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
思考5：刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
（三）受精
（1）场所：受精是在内完成的。
（2）过程：包括阶段和阶段。
准备阶段1：即精子必须在内发生相应生理变化后，才能获得受精能力的现象。准备阶段2：即卵子在内达到减数第二次分裂时，才具备受精能力。受精阶段一包括精子穿越和，进入，形成和结合。
思考1：什么是顶体反应？意义是什么？
思考2：防止多精入卵受精的两道屏障是什么？
屏障一：
屏障二：
思考3：受精作用完成的标志是什么？
思考4：精子在雌性生殖道内是如何获能的？
（四）胚胎发育
（1）卵裂期的特点分裂，细胞数目，胚胎总体积或。（2）早期胚胎发育的几个阶段
①：该时期细胞属于细胞。
②囊胚：细胞开始出现，将来发育成各种组织，将来发
育成胎膜、胎盘，出现腔后，进一步扩大会导致。
原肠胚：内细胞团的细胞形成外胚层，的细胞形成内胚层，出现腔。
思考1：请概述受精卵到原肠胚发育的大概过程
思考2：桑椹胚时期的细胞是全能细胞吗？
思考3：什么叫“孵化”？
判一判
1、卵裂过程包括有丝分裂和减数分裂（）
2、卵裂过程中，细胞总DNA含量增加，但每个细胞中的DNA含量不变（）
3、从受精卵到囊胚阶段，胚胎总体积不变，或略有减小，但每个细胞体积在减小（）
4、胚胎早期发育过程中，有机物总量减少，种类在增加（）
5、受精过程完成的标志是在透明带与卵黄膜之间出现两个极体（）
6、受精的场所在子宫，受精卵发育的场所在输卵管和子宫（）
7、精子发生时，两次分裂是不连续的（）
8、早期胚胎中，桑椹胚与囊胚适宜分割与移植（）
9、体外受精时，精子不需要获能，但卵子必须培养成熟（）
10、顶体反应是防止多精入卵的第一道屏障（）
二、体外受精和早期胚胎培养
（一）体外受精技术
1、哺乳动物的体外受精包括哪几个主要步骤？
2、卵母细胞采集的方法和操作的要领是什么？
方法一：对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时，可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。
方法二：从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞。
方法三：直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采卵。需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物卵巢中吸取卵母细胞。后两种方法适用于大家畜和大动物。注意：后两种方法采集的卵母细胞需在体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
3、为充分利用屠宰母畜卵巢上的卵母细胞，有人建议将屠宰场与胚胎工厂合建，你看这个想法可行吗？请你给予评价。
4、什么叫超数排卵？如何实现超数排卵？这一做法有什么意义？
5、精子的采集方法有哪些？对体型较小，易于控制的家畜一般采用什么方法？
6、对精子常用的体外获能方法有哪些？体内精子的获能部位在哪里？
（二）胚胎的早期培养技术
1、用于胚胎早期培养的培养液与用于动物细胞培养的培养液成分上有什么相同之处？
2、胚胎的早期培养后，接下来需要进行胚胎的移植，不同的动物胚胎移植的时间不同，请举例加以说明。
三、胚胎移植技术
1、什么叫胚胎移植？
将雌性动物的胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植
的其他雌性动物体内，使之发育为新个体的技术。
2、胚胎移植有什么意义？（至少说出一点）
3、胚胎移植的生理学基础有哪些？
第一：
第二：
第三：
第四：
4、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？
5、有人说，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移，对这句话你怎样理解？
6、胚胎移植的基本程序（见下图）
请根据上图流程，回答下列问题：
①对供、受体母牛进行选择后，怎样进行同期发情处理？
②什么叫冲卵？此时的发育阶段大约相当于什么时期？
四、胚胎分割技术
1、概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份或多等份，获得同卵双胎或多胎技术。
2、为什么把胚胎分割看成是无性繁殖过程？
3、胚胎分割需要的主要仪器和设备有哪些？
4、在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意什么问题？为什么？
五、胚胎干细胞（ES细胞）
1．胚胎干细胞的来源有哪些？
2．胚胎干细胞在形态和功能上的特点分别是什么？
形态上：
功能上：
3．胚胎干细胞应用有哪些方面：
判一判
1、干细胞具有自我复制和多向分化的潜能（）
2、桑椹胚时期的细胞可以看成是全能干细胞（）
3、下丘脑分泌的激素（促性腺激素）可以用于同期发情和超数排卵（）
4、胚胎移植的受体与供体生物可以是不同的物种（）
5、试管动物的性别和性状由父本、母本共同决定，而克隆动物的性别和性状只与核供体相同（）
6、用于移植的胚胎可以来源于核移植、体内受精和体外受精（）
7、试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术（）
8、克隆动物和试管动物的培育都涉及到胚胎移植（）
第二部分典题赏析
例1、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
例2、（多选）下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究，有关叙述正确的是（）
A．过程I用饲养层培养ES细胞时，需要加入动物血清
B．过程Ⅱ中ES细胞正常发育成图中胎儿，体现了ES细胞的全能性
c．过程Ⅲ可直接将褐毛基因片段通过显微注射法导入ES细胞中
D．过程N利用免疫缺陷的小鼠目的是使受体不对移植的组织细胞产生免疫反应
例3、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（iPS），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，培养的细胞在贴壁成长至充链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，暂不移入的胚胎可使用方法保存。
（4）小鼠胚胎干细胞（ES）可由囊胚的分离培养获得，iPS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。
例4、请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿以及在母体中发育和产出等过程。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其＿＿＿＿＿。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和＿＿＿＿＿。
（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是＿＿＿＿＿＿＿、基因表达载体的构建、＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是＿＿＿＿＿（显微注射法、农杆菌转化法），为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是＿＿＿＿＿（受精卵、乳腺细胞）。
例5、胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
（1）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_____ ；从良种公牛采集的精子需____ _后才能进行受精作用。
（2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供____气体以维持___ _。
（3）图中过程A称为____ _，它在胚胎工程中的意义在于____ _。（4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是___ _；获得转基因母牛后，如果___ __即说明目的基因已经表达。
巩固训练
1、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，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
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
3、下列关于胚胎工程的叙述错误的是（）
A．受精时卵母细胞需发育到减数第二次分裂中期
B．受精时防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵黄膜的封闭作用
C．胚胎分割可选择囊胚，需要将内细胞团均等分割
D．胚胎移植是胚胎工程最后一道程序，移植的胚胎必须选择在原肠胚之前
4、下列有关生物工程的叙述，正确的是（）
A．试管牛和克隆牛都属于无性生殖B．蛋白质工程是直接对蛋白质分子进行的改造C．生态工程能提高各营养级间的能量传递效率
D．胚胎分割获得的胚胎数量过多会降低胚胎存活率
5、下列关于牛体外受精及胚胎工厂化生产的叙述中，正确的是（）
A．采集的卵母细胞应立即与精于共同培养才能受精
B．冷冻的精子解冻后即可与成熟的卵子受精
C．精子和卵细胞结合形成受精卵后应立即移入母牛子宫
D．早期胚胎的培养通常需要加入血清
6、科学家将4个“关键基因”通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多能干细胞，并可分化为心脏细胞和神经细胞。下列有关叙述不正确的是（）
A．研究中运用的逆转录病毒属于基因运载体
B．导入的4个“关键基因”可能与基因表达调控有关
C．鼠成纤维细胞转变为多能干细胞是基因突变的结果
D．本研究可避免从人体胚胎中提取干细胞引起的伦理问题
7、通过胚胎移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是（）
A. 对供体和受体母牛都要进行相同激素处理
B. 受精和胚胎早期培养都需要在体外进行
C. 对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D. 胚胎分割移植实现同卵多胎成功率较低
8、下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述正确的是（）A．采集到的精子和卵细胞相遇时即可发生受精作用B．排卵就是排出成熟卵细胞的过程C．卵细胞的形成过程都在卵巢内完成D．新个体的性别在受精作用完成时已经被决定
9、表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是
A.试管动物培养
B.胚胎移植
C.胚胎分割移植
D.受精卵移植
10、“试管婴儿”技术属于（）
A．胚胎移植B．组织培养 C．克隆技术D．基因工程
11、试管婴儿、试管苗和克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果，下面叙述正确的是
A 都属于无性生殖能保持母本性状
B 都是细胞工程的技术范围
C 都充分体现了体细胞的全能性
D 都不会发生基因重组和变异
12、发展试管动物技术具有重要意义，下列关于这方面叙述错误的（）
A．试管动物技术可解决动物生育率低的问题
B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞
C．试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜
D．试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖
13、下列关于胚胎工程的叙述，错误的是（）
A．体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需要加入血清
D．试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
14、培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是（）
A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使用其超数排卵
B乙过程的目的之，是促进卵母细胞和精子的成熟
C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
15、下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述．错误的是（）
A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
C．利用胚胎分剖技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D．一次给受体母羊檀人多个胚胎．可增加双胞胎和多胞胎的比例
16、老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β一淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降．某些基因的突变会导致β一淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是（）
A．胚胎移植技术B．胚胎干细胞技术
C．单克隆抗体技术D．基因治疗技术
17、下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（）[来源学科网ZXXK]
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
18、胚胎工程技术在生产中的应用不包括（）
A．移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能
B．进行胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能
C．采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎
D．在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体
19、（多选）梅花鹿胚胎移植试验的主要流程：
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。
下列相关叙述正确的是（）
A．①过程需要是注射有关激素，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在输卵管或子宫中处于游离状态为前提
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过程成功的关键是移植的胚胎能与子宫建立正常联系
20、（多选）下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，错误的是（）
A．卵裂期的胚胎细胞数目和体积在不断增加
B．胚胎分割时需将囊胚或原肠胚的内细胞团均等分割
C．胚胎干细胞具有细胞核大和蛋白质合成旺盛等特点
D．采集的猪卵母细胞要在体外人工培养成熟后，才能与获能的精子受精
21、（多选）下列利用胚胎工程繁殖优质奶羊的叙述正确的是（）
A．一般通过注射性激素对供体实行超数排卵的处理
B．对受障母羊与供体母羊进行同期发情处理
C．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
D．利用旺胎分割技术可以获得两个或多个基因型相同的胚胎
22、（多选）下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，错误的是（）
A．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
B．移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响
C．胚胎干细胞具有体积大、细胞核小、核仁明显等特点
D．体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精
23、2007年11月20日，美、日两国在《科学》和《细胞》两份顶级学术期刊上发表研究成果：将人体皮肤细胞改造成可以分化为多种细胞的“万能细胞”。下图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定
其“全能性”的四个基因，将改造后的万能细胞植入小鼠身体上，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：
（1）胚胎干细胞又称ES细胞，是由_____________中分离出来的一类细胞，如果胚胎发育到了囊胚期，这时的_____________细胞就是ES细胞。
（2）胚胎干细胞在在功能上具有发育的___________。
（3）图中逆转录病毒的作用是______________，过程③利用了逆转录病毒的_______特性。（4）万能干细胞经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是______________。
（5）你支持“利用胚胎干细胞进行克隆性治疗”吗？请陈述理由。
___________________________
24、下图为某转基因小鼠培育过程示意图，①～⑦表示相关过程，请回答：
（1）过程①注射的A物质是，目的是。
（2）过程②让结扎公鼠与母鼠交配的目的是。（3）基因表达载体构建的目的是。（4）过程④常用的方法是，过程⑥通常采用的筛选方法是。（5）转基因小鼠由于含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，转基因小鼠杂交后代中，丧失转基因性状的小鼠占总数的。
25、请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：
（1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
（2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明过程已完成。
（3）动物的早期胚胎移植到同种且与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用激素对供体进行处理，其目的是获得更多的，经人工受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜。
（4）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚
期阶段的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于条件下。
26、人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
（1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠________中获取。
（2）图中的高血压相关基因作为__________，质粒作为_________,二者需用________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有________有关。
（3）子代大鼠如果________和__________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
（4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。