第二节 胚胎工程
1.(1)概念：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)过程：
1．(1)试管牛是在试管中发育成的吗？
(2)精子不经过获能处理，可以用来进行体外受精吗？
【提示】 (1)不是。试管牛是人工采集牛的卵母细胞和精子，让它们在体外(试管中)完成受精作用并发育成早期胚胎，然后再移植到受体母牛子宫内发育，直到分娩。
(2)不可以。只有经过获能处理的精子才能够穿入到卵细胞内部。
2．胚胎体外培养
(1)概念：通过人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培养。
(2)特点：必须配制一系列含有不同成分的培养液，用以培养不同发育时期的胚胎。
1.作用
胚胎工程中获得后代的唯一方法。
2．过程
指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。
3．优点：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
(1)供体的职能：专门产生具有优良遗传特性的胚胎。
(2)受体的职能：担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务。
1.概念
指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。
2．基本过程
(1)分割：将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀将胚胎分割开，或者采用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开。
(2)移植：分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内，着床发育产仔。
2．胚胎分割是什么生殖方式？(有性生殖、无性生殖)
【提示】无性生殖，没有经过精卵结合。
1.特点
胚胎干细胞是一种未分化细胞，具有发育全能性和二倍体核型。
2．作用
胚胎干细胞在适当条件下，可被诱导分化为多种细胞、组织，具有重要的生产和临床医学价值。
3．胚胎干细胞培养
(1)关键：需要一种必须能促进胚胎干细胞的生长，同时还要抑制其分化的培养体系。
(2)过程：受精卵早期胚胎―→转入培养皿中培养―→分离内细胞团―→胰蛋白酶处
理―→
4．胚胎干细胞核移植
(1)概念：指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移
植后直接由受体完成克隆动物的技术。
(2)用途：获得基因敲除动物；培育用于移植的细胞、组织或器官；在试管中改良并创造动物新品种。
3．2009年12月2日，美国政府认可首批13个人体胚胎干细胞系，允许它们用于联邦资助的研究活动。但干细胞必须捐赠自生育诊所废弃胚胎，捐赠父母必须在同意书上签字等。那么，胚胎干细胞有什么用途呢？
【提示】(1)基因敲除，获得基因敲除动物；(2)培育出人造组织、器官，用于器官移植；(3)改良并创造动物新品种。
1．采集到的精子与体外培养到成熟的卵母细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精。(×)
【提示】采集到的精子需体外获能才可进行受精的操作。
2．胚胎移植的供体为良种雄性动物。(×)
【提示】应为良种雌性动物。
3．胚胎分割时被切割的胚胎最适宜用发育良好的原肠胚。(×)
【提示】应选择发育良好的桑椹胚或囊胚。
4．胚胎干细胞移植涉及动物细胞培养、胚胎培养、胚胎移植等技术。(√)
5．通过胚胎干细胞培养出的个体的性状与细胞核供体完全相同。(×)
【提示】与细胞核供体极为相似。
①体外受精的原理和操作是怎样的？
②早期胚胎培养液的成分有哪些？选择什么时期的胚胎进行胚胎移植？
1．体外受精的原理及方法
(1)原理：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。
(2)主要操作步骤
①卵母细胞的采集
方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后从输卵管中冲取卵细胞直接与获
能的精子在体外受精。
方法二：对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精。
②精子的体外获能
获能方法：培养法和诱导法。
③受精
获能的精子和成熟的卵细胞在共同培养一段时间后便可受精。
1．从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成减数第一次分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
2．选取具有优良性状的公畜进行人工采精，并且要对采集的精液进行检查，确保精液的质量。
2．胚胎的早期培养
(1)培养液成分
盐类：无机盐和有机盐；营养物质：氨基酸、核苷酸；调节物质：维生素、激素；特有物质：血清。
(2)胚胎移植的时间：不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在4个细胞阶段移植，几乎所有的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。
(3)胚胎发育到适宜阶段时，一般为桑椹胚、囊胚或2～8期细胞的早期胚胎。既可向受体移植，也可冷冻保存。
请根据流程图回答以下问题。
(1)①所做的处理是________过程，②是________过程，③是______过程，④是__________________________________________________________过程。
(2)完成③过程所需的培养液配制有何要求？_________________________
______________________________________________________________。
(3)④过程进行的最适宜时期是________________________。
(4)试用流程图表示体外受精过程。
______________________________________________________________。
【思维导图】解答此题的思维流程如下：
哺乳动物体外受精和胚胎的培养和移植—①为精子的获能
—②为受精作用—③为体外早期胚胎的培养
—④为胚胎移植
【精讲精析】 (1)读图知受精作用前对于精、卵细胞都应进行获能处理即①为获能过程，经卵裂形成的早期胚胎植入母体，因此④为胚胎移植。(2)对早期胚胎进行体外培养时应根据其发育所需要求配制含有不同成分的培养液，以利用早期胚胎的生长发育。(3)胚胎移植时选择的胚胎应是全能性较高且分化程度很低的细胞，即卵裂球分裂为2～8期或囊胚期为最适宜。(4)体外受精过程包括精子的采集、获能、卵母细胞的采集和培养以及获能后的精、卵细胞的结合等。
【答案】 (1)获能 受精 体外早期胚胎的培养 胚胎移植
(2)配制一系列含有不同成分的培养液。
(3)发育到
2～
8个细胞或早期囊胚
(4)
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
( ) ?
??良种母山羊――→甲卵母细胞良种公山羊――→采集精子――→乙受精卵――→丙早期胚胎――→丁代孕母羊――→繁育试管山羊
A ．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B ．乙过程的目的之一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 ．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
【审题导析】 解答此题应注意以下两点：①受精作用与胚胎早期发育所需营养成分不同。②胚胎移植成功的关键在于供体与受体应处于同期发情状态。
【精讲精析】 甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵。乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用。丙过程的目的是使受精卵发育成早期胚胎，此过程涉及细胞分裂和分化，其培养液的成分不同于乙过程的培
养液。丁过程将早期胚胎移植到代孕母羊子宫内，要求代孕母羊与供体母羊处于同期发情状态，以利于接纳外来早期胚胎。
【答案】 A
①胚胎移植时对供体和受体分别有哪些要求？
②胚胎移植的实质是什么？其基本操作程序如何？
③胚胎分割的实质和要求是什么？
④胚胎分割的基本操作程序如何？
1．胚胎移植—“借腹怀胎”(如图示)
(1)胚胎移植的实质
胚胎移植实质上是早期胚胎在相同的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，因此各种性状能保持不变。
(2)胚胎移植成功的保障(生理学基础)
①供体公、母牛和受体母牛的选择
供体公、母牛应该是人类所需优良遗传性状的个体，而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力。
②同期发情
在胚胎移植操作中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。
1．供体公、母畜和受体母畜的选择要求不同，供体公、母畜应该是人类所需具有优良遗传性状的个体，而受体母畜必须具有正常的孕育、生殖后代的能力。
2．胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵。
2．胚胎分割——“动物克隆”(如图示)
(1)实质
胚胎分割(embryo division)技术是把一个胚胎的细胞分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母体中妊娠并产生多胎的技术，这种技术又称做人工同卵多胎技术。胚胎分割可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖种畜的方法，属于动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他方法还有核移植。
(2)要点
①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
②囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(3)存在问题
采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是有限的，到目前为止，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例很小。
如图为胚胎移植过程示意图，请回答以下问题。
(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是________、
________和________。丁牛为________。
(2)过程①、②分别是__________________和____________________。
(3)欲得到更多的后代丁牛，可将收集到的胚胎进行______________________。
(4)过程③常用________________方法对甲牛进行处理。
【思维导图】解答此题的思维流程如下：
【精讲精析】仔细观察图解，可知过程①、②、③分别为同期发情处理、胚胎移植和超数排卵，从而确定对甲牛超数排卵处理的方法是注射促性腺激素。胚胎移植时所用的供体公牛和母牛均为优质牛，受体牛为普通牛即可。
【答案】(1)优质母牛普通母牛优质公牛有价值的后代(优质牛) (2)同期发情处理胚胎移植
(3)胚胎分割(4)注射促性腺激素
①胚胎干细胞有什么特性？
②如何获取胚胎干细胞？
1.来源
哺乳动物的胚胎干细胞简称ES，来源于早期胚胎(囊胚的内细胞团)。
2．特性
(1)在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显。
(2)在功能上，具有发育的全能性，可诱导分化为多种细胞、组织。
(3)另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
3．培养流程
4．用途
(1)获得基因敲除动物。
(2)培育用于移植的细胞、组织或器官。
(3)在试管中改良并创造动物新品种。
下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：
(1)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，在此过程中加入饲养层是为了________________，加入抗生素是为了________________，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(2)过程Ⅱ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、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________________的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的下一个阶段是________。
(3)过程Ⅲ中将基因导入胚胎干细胞最常用的方法是________，将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是_______________________
______________________________________________________________。
(4)过程Ⅳ必须用去除胸腺的免疫缺陷小鼠，得到的小鼠畸胎瘤中全是神经管、横纹肌、骨骼等人类组织和器官。该研究的目的是__________________________________________________________
___________________________________________________(两方面)。
【审题导析】解答此题应注意以下两点：
(1)ES细胞的特点及培养。
(2)ES细胞的移植与应用研究。
【精讲精析】图中过程Ⅰ是胚胎干细胞的培养；过程Ⅱ是胚胎干细胞的移植；过程Ⅲ中以胚胎干细胞为受体细胞进行转基因的研究；过程Ⅳ是胚胎干细胞的应用研究。
【答案】(1)维持细胞不分化的状态防止杂菌污染(2)发育的全能性原肠胚
(3)显微注射法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发挥作用
(4)解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题
本课知识小结
网络构建
结论语句
1．体外受精和胚胎体外培养可以获得试管动物。
2．胚胎移植技术是指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的胚胎移植到同期发情的代孕母体的子宫内，经过妊娠产仔的技术。
3．胚胎分割是指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。
4．胚胎干细胞是从早期胚胎的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞，具有很强的分化能力，胚胎干细胞具有全能性。
1．下列超数排卵的做法，正确的是( )
A．口服促性腺激素
B．注射促性腺激素
C．口服或注射促性腺激素
D．以上方法均不正确
【解析】促性腺激素的化学成分是多肽，只可注射，不能口服。若口服会被消化酶消化则失去生理作用。
【答案】 B
2．胚胎干细胞的特点是( )
A．在形态上，表现为体积大、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性
B．在形态上，表现为体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性C．在形态上，表现为体积小、细胞核小、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性D．在形态上，表现为体积大、细胞核小、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性【解析】胚胎干细胞具有发育全能性，能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。胚胎干细胞的分化程度很低，分裂能力很强。具有发育全能性，其形态特点有体积小、细胞核大、核仁明显。
【答案】 B
3．我国引进良种红安格肉牛后，使其快速繁殖使用的方法有( )
①发酵工程②组织培养③基因工程④克隆
⑤细胞工程⑥体外受精和胚胎移植
A．①③B．②④
C．④⑤D．④⑥
【解析】可以利用无性繁殖(克隆)和试管动物加快繁殖速度。
【答案】 D
4．下列关于胚胎分割的叙述正确的是( )
A．选择发育良好、形态正常的原肠胚
B．需在电子显微镜下进行操作
C．用解剖刀切开后用镊子迅速取出
D．囊胚阶段分割时注意内细胞团要等分
【解析】胚胎分割应选桑椹胚或囊胚，而不能选原肠胚。分割时应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。
【答案】 D
5．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．胚胎分割和胚胎移植D．受精卵移植
【解析】基因型完全相同的小牛，表明两头小牛遗传物质相同。胚胎分割是指借助显微操作技术将早期胚胎分割几等份，经移植获得同卵双胞或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。试管动物、胚胎移植和受精卵移植是指通过人工操作，使精子和卵细胞在体外成熟和完成受精，并发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术，所以，其生殖方式为有性生殖，后代的基因型不同。
【答案】 C
6．如图是牛胚胎分割示意图，请据图回答问题：
(1)胚胎分割是指_______________________________________________。
(2)①指的是____________；②指的是____________。
(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有的特点是_________________
______________________________________________________________。
(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意什么问题？为什么？____________________________________________________________________ ______________________________________________________________。
【解析】胚胎分割是指借助显微操作技术(或采用机械方法)将早期胚胎切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。进行胚胎分割时，应选发育良好的早期胚胎，并注意将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的进一步发育。
【答案】(1)借助显微操作技术(采用机械方法)将早期胚胎分割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术
(2)内细胞团胚囊腔
(3)具有相同的遗传物质
(4)胚胎分割要注意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
知识点一基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 注意：对本概念应从以下几个方面理解： 知识点二基因工程的基本工具 1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。 (2)限制性内切酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。 (3)限制性内切酶的切割方式及结果：①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。 2.DNA连接酶——“分子缝合针” (1)来源：大肠杆菌、T4噬菌体 (2)DNA连接酶的种类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。 (3)作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA 连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。 注意：比较有关的DNA酶 (1)DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 (2)DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。(3)DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 (4)DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
高中生物胚胎工程2019年3月20日 （考试总分：100 分考试时长： 120 分钟） 一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分） 1、（5分）关于胚胎移植叙述错误的是 A．在胚胎移植中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体” B．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 C．胚胎移植是胚胎工程其他技术的第一道“工序” D．胚胎移植能否成功，与供体和受体生理状态有关 2、（5分）下列有关胚胎工程的叙述，正确的是 A．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液 B．内细胞团的细胞具有发育的全能性 C．受体的遗传特性影响移植胚胎的遗传特性 D．为避免代孕母体对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂 3、（5分）下列有关胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是 A．用于移植的早期胚胎可以由重组细胞体外培养发育而来 B．囊胚外表面的一层扁平细胞可以不断增殖分化发育成胎儿 C．胚胎移植的受体母畜必须经过免疫检验，以防止排斥外来胚胎 D．利用同一胚胎的内细胞团细胞进行核移植得到的后代性别比为1:1 4、（5分）如图所示是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤.下列叙述正确的是 A．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 B．A所表示的细胞不一定是受精卵 C．应把③移植到处于发情状态母牛的输卵管中 D．在胚胎移植时受体母畜必须经过免疫学检验以防止排斥外来胚胎 5、（5分）下列有关胚胎工程的叙述，正确的是 A．具有胚胎干细胞核的重组卵细胞不能直接移植到代孕母亲子宫中 B．全体外培养哺乳动物胚胎的困难在于细胞不能表达全能性 C．将转基因细胞嵌入滋养层中可获得转基因动物 D．卵裂期的胚胎只能用酶分割 6、（5分）下列有关胚胎工程的叙述正确的是 A．试管动物的培育离不开动物细胞培养技术 B．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C．通过胚胎移植技术可获得遗传特性相同的后代 D．利用某一胚胎干细胞进行多组核移植，理论上产生子代的雌雄个体比例为1：1 7、（5分）下列对哺乳动物体内受精、早期胚胎发育过程和胚胎工程的叙述，正确的是 A．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育 B．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清、抗生素和激素等 C．原肠胚时期的细胞具备发育成完整个体的能力，该时期是胚胎移植的最佳时期 D．卵子释放顶体酶溶解放射冠和透明带，卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的屏障之一 8、（5分）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 9、（5分）下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，错误 ．．的是 A．胚胎发育从完成受精作用时就已开始，直至发育成为成熟的胎儿 B．卵裂期细胞数目增多，体积变小，有机物含量和种类不断减少 C．桑椹胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞 D．囊胚期细胞开始分化，但内细胞团全能性高，可用于胚胎分割 10、（5分）我国首例“虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生，它是利用雄虎的精子和雌狮的卵子体外受精产生的，完成这一过程需要解决的问题合理的是 A．精子在体外用获能物质处理 B．用化学物质处理掉卵细胞膜，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 11、（5分）下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是 A．卵裂期的胚胎中细胞数目不断增加，胚胎的总体积逐渐变大 B．移植用的胚胎一般取发育到桑椹胚或囊胚时期的，不同生物移植的时期是相同的 C．胚胎干细胞的体积和细胞核都较小 D．胚胎的内细胞团细胞分裂、分化成各种组织和器官，滋养层细胞发育成胎膜和胎盘 12、（5分）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．胚胎干细胞具有体积大、细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点 D．胚胎干细胞具有发育的全能性，可从早期胚胎或原始性腺中分离获取 13、（5分）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
《专题三胚胎工程》练习题2013.4 1．原始生殖细胞(精原细胞、卵原细胞)的产生依赖于（） A．有丝分裂B．无丝分裂C．减数分裂D．以上三种都有 2．精细胞变形形成精子的说法正确的是（） A．线粒体聚集形成顶体．以便能量供应B．中心体浓缩成原生质滴 C．细胞核变成精子头的主要部分D．高尔基体演变成尾 3．下列不是精子、卵子发生的区别的是（） A．初级精母、卵母细胞的形成时间 B．减I和减Ⅱ的时间连续性 C．成熟生殖细胞是否经过变形 D．成熟生殖细胞中染色体的数量 4．假设动物某精原细胞的2对等位基因(Aa，Bb)分别 位于2对同源染色体上，该细胞通过减数分裂产生精 子时，图3—6中可表示其减数第二次分裂后期染色体 和基因变化的是（） 5．精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（） ①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠 A．①②B．②③C．③④D．②④ 6、受精完成的标志是（） A、雌、雄原核形成 B、精卵相遇，发生顶体反应 C、精子接触透明带 D、卵黄膜和透明带间出现两个极体 7、体外受精的场所是（） A.在水溶液中 B.在盐溶液中 C. 在获能溶液或专用的受精溶液中 D.在酒精溶液中 8、当卵母细胞达到哪一时期时，才具备与精子受精的能力（） A.减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期 C.减数第二次分裂中期 D. 减数第二次分裂结束成熟 9．如图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示（） A．有机物总量 B．每个细胞DNA含量 C．所有细胞体积之和 D．所有细胞表面积总和与体积总和的比值 10．卵细胞的产生过程中减数第二次分裂发生在什么过程完成的？（） A.在卵巢内 B.在受精前 C.精子和卵子结合 D.初级卵母细胞生成次级卵母细胞 11．下列最能表现细胞全能性的细胞是（） A．桑椹胚期细胞B．囊胚期细胞C．外胚层细胞D．滋养层细胞 12．我国引进良种红安格肉牛后，使其快速繁殖使用的方法有（） ①发酵工程②组织培养③基因工程④克隆⑤细胞工程⑥体外受精和胚胎移植 A．①③B．②④C．④⑤D．④⑥ 13．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（） A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C．超数排卵技术要使用一定的激素D．试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成14．下面三者可以说是现代生物科技的杰出成果，它们的诞生所依据的生物学原理最接近的是（）①试管婴儿②胚胎分割③克隆羊A．①②B．②③C．①③D．①②③
高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：
专题复习三——胚胎工程 【知识回扣】 1.试管动物生产流程 例1动物胚胎移植的过程是首先用激素a促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素b 处理可以接受胚胎植入的母体子宫内，孕育成幼体。 (1)你认为用胚胎移植的方法产生子代属于哪类生殖方式？________________。 (2)题中提及的“激素a”最可能是指_____________，“激素b”可能是指________。 (3)若希望同时获得多个性状相同个体，那么该如何实现？ (4)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？ 【答案】(1)有性生殖 (2)促性腺激素孕激素 (3)利用同一受精卵发育形成的胚胎进行胚胎分割，分别植入不同母牛子宫，使它们正常发育成新个体。 (4)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种。 2. 克隆羊、试管羊、转基因羊的异同 例2试管羊、克隆羊、转基因羊所采用的主要生物技术分别是( ) ①胚胎移植②DNA重组技术③核移植技术④体内受精⑤基因突变 A．①③⑤ B．①②④ C．①④⑤ D．①③②
【答案】 D 【对点演练】 1．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 2．精子变形时，线粒体集中在尾部的原因是( ) A．释放顶体酶发生透明带反应 B．产生能量促进精子运动 C．有利于质基因进入受精卵 D．受细胞核的挤压形成 3．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．进行胚胎移植能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 4．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．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例 5．下列关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是( ) A．在发情后的最初一段时期，母牛即使没有受精，其生殖系统也处于受精后的生理状态B．早期胚胎在相当一段时间是独立存在的，未与子宫建立实质性联系 C．一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原物质的胚胎并没有免疫排斥现象D．移植的胚胎，依靠自身储存的营养物质继续完成胚胎发育 6.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 7.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
专题三3．3 胚胎工程的应用及前景（胚胎分割和胚胎干细胞） 课前预习学案 一、预习目标 1、说出胚胎分割的概念 2、例举胚胎干细胞的特点 二、预习内容 （一）胚胎分割 1、概念：指采用方法将早期胚胎切割成 2、4或8等份等，经移植获得双胎或多胎的技术。 2、仪器设备：和显微操作仪 （二）胚胎干细胞 1、概念：由或中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。 2、特点 形态上：体积小、大、核仁明显 功能上：具有，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；在体外可增殖而不发生；可冷冻保存；可进行遗传改造. 三、提出疑惑 课内探究学案 一、学习目标 1、说出胚胎分割的操作过程 2、关注胚胎工程的研究进展和应用价值。 学习重难点 1、说明胚胎分割的应用意义。 2、说明胚胎干细胞研究的意义。 3、说明胚胎干细胞的概念和分离途径。 二、学习过程 （一）胚胎分割 1、操作程序如何？ 1）选择发育良好、形态正常的，移入盛有的培养皿 2）用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空或直接将移植给受体。 3）分割囊胚时要将均等分割。此时还可用分割针分割，做胚胎DNA分析。 2、局限：刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，的可能性有限。（二）胚胎干细胞 1、明确胚胎干细胞的特点？ 形态上：体积小、大、核仁明显 功能上：具有，即可分化为成年动物体任何一种组织细胞；在体外 可增殖而不发生；可冷冻保存；可进行遗传改造 2、说出意义 1）移植ES细胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、等病症 2）ES细胞体外诱导分化，可培育 3）ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞 3、讨论胚胎干细胞的应用现状 三、总结反思 胚胎分割的操作特点？ 干细胞的分类比较？ 四、当堂检测 1．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 2.在进行囊胚切割时，要注意将( )等分。 A. 透明带 B. 滋养层 C. 内细胞团 D. 囊胚腔 3.（多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为（） A.显微操作仪 B.电子显微镜 C.电子切割仪 D. 实体显微镜 课后练习与提高 1、（多选）胚胎分割所需要的主要仪器设备为（） A.显微操作仪 B.电子显微镜 C.电子切割仪 D. 实体显微镜 2．以下对于胚胎分割的描述，正确的是（）A．只能对囊胚期细胞进行分割 B．囊胚阶段的胚胎分割份数越多，产生相同基因型的后代个数越多 C．胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同 D．内细胞团一般到囊胚才出现，胚胎分割时最好将其均等分割，移植成功率才高 3、胚胎干细胞的特点是（） A.在形态上，表现为体积大，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性 B.在形态上，表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性 C.在形态上，表现为体积小，细胞核小，核仁不明显；在功能上不具有发育的全能性 D.在形态上，表现为体积大，细胞核小，核仁明显；在功能上具有发育的全能性 4．干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，它具有再生各种细胞、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中不正确的是（） A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能 B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，只有红骨髓具有造血功能 C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥（异）反应 D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
专题三3．1 体内受精和早期胚胎发育 （第1课时） 一、学习目标 1．简述哺乳动物的精子、卵子发生过程。 2．比较精子和卵子的发生的异同。 二、学习重难点：简述哺乳动物的精子和卵子的发生。 课前预习 1、精子的发生 （1）哺乳动物精子的发生是在_____内完成的。雄性动物从________期开始，直到__________衰退。 （2）第一阶段：位于_____________________先分裂为两个细胞，然后进行数次___________，产生大量精原细胞，进一步形成多个______________。 第二阶段：___________连续进行两次分裂（即___________）：MⅠ产生两个___________，M Ⅱ共产生____个含___________的___________细胞。 第三阶段：____经过变形，________变为________的主要部分，_______发育为头部的____，_____演变为________，________聚集在____的基部形成____。同时，其它物质浓缩为球状，叫____________。细胞核和线粒体都是_____________中的重要部分。其中，细胞核是_____________________的场所，也是参与__________________________的控制中心。而线粒体则是精子进行_____________的场所。 2、卵子的发生 （1）卵子的发生是在_____________内完成的。 （2）卵原细胞通过_______________________，演变为__________，被_________包围，形成卵泡。MⅠ是在雌性动物_________完成的，结果是产生______________和_________；M Ⅱ是在_______________________完成的，产生_____________和_____________。判断卵子是否受精的重要标志是__________________。一个卵泡中能形成___成熟的卵子。 （3）哺乳动物_________的形成和在________内的储备，是在______________（即__________）完成的。 课内学习 一、精子的发生 探究一：各种家畜精子发生的过程 1．请用箭头图绘出精子发生的过程的各阶段。 2．阅读P61，观察图3－2，精子变形发生了哪些变化？ 3．观察P62图3－3，哺乳动物成熟的精子分为哪几部分？与动物体型大小有没有关系？ 4．精子细胞变成精子过程中，细胞核和线粒体都保留，如何理解此现象？
(完整版)高中生物基 因工程试题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
阶段质量检测(一) 基因工程 (时间：45分钟，满分：100分) 一、选择题(每小题3分，共45分) 1．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是() A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体 D．载体必须具备的条件之一是有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接2．(浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是() A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 3．日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面做出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP 的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是( ) A．作为标记基因，研究基因的表达 B．作为标记蛋白，研究细胞的转移 C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠 D．标记噬菌体外壳，示踪DNA路径 4．下列有关质粒的叙述，正确的是( ) A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA C．质粒只有在侵入宿主细胞后，才能在宿主细胞内复制 D．基因工程中常用的载体除了质粒外，还有核DNA、动植物病毒以及λ噬菌体的衍生物 5．下列有关基因工程的叙述正确的是( ) A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同 C．检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成功 D．质粒上抗生素的抗性基因有利于质粒与外源基因连接 6．下列有关基因工程和蛋白质工程步骤的叙述不．正确的是( )
阶段质量检测（一）基因工程 （时间：45分钟，满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共45分） 1 ?下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（） A. 重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体 B. 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C. 只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体 D. 载体必须具备的条件之一是有多个限制酶切割位点，以便与外源基因进行连接 2. （浙江高考）天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而 开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确 的是（） A. 提取矮牵牛蓝色花的mRNA经逆转录获得互补的DNA再扩增基因B B. 利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B C. 利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D. 将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 3. 日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白（GFP）等研究方面做出突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是（） A. 作为标记基因，研究基因的表达 B. 作为标记蛋白，研究细胞的转移 C. 注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠 D. 标记噬菌体外壳，示踪DNA路径 4. 下列有关质粒的叙述，正确的是（） A. 质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B. 质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状 DNA C. 质粒只有在侵入宿主细胞后，才能在宿主细胞内复制 D. 基因工程中常用的载体除了质粒外，还有核 DNA动植物病毒以及入噬菌体的衍生物
3.3 胚胎工程的应用及前景 目标导航 1.结合牛胚胎移植示意图，说出胚胎移植的生理基础，以及具体操作程序。2.根据胚胎发育各个阶段的特点，简述进行胚胎分割的注意事项及其实际意义。3.依据胚胎干细胞的分离途径，说出胚胎干细胞的分类、功能和用途。 重难点击 1.胚胎移植的生理基础及操作程序。2.进行胚胎分割的注意事项及实际意义。3.胚胎干细胞的功能和用途。 课堂导入 方式一：牛的繁殖率非常低，一头牛一年只能繁殖一头犊牛，现有一雄一雌两头良种奶牛以及数头本地奶牛，试问采用何措施可在一年内繁殖数头良种奶牛？阅读材料并且结合已学过的现代生物技术思考。 方式二：克隆牛“蓓蓓”是我国成功繁殖的首例和第二例胎儿皮肤上皮细胞克隆牛“康康”和“双双”的后代。2001年，我国研究人员对“康康”和“双双”进行了超数排卵处理，于2003年1月2日，从“双双”体内采集到13枚符合国际胚胎移植标准的可用胚胎(这是国际上首次对体细胞克隆牛进行超数排卵处理试验并获得可用胚胎)。研究人员将这些标准胚胎经过玻璃化超快速冷冻处理后，移植到中国黑白花奶牛“梨花”的子宫内，结果获得妊娠。什么是胚胎移植？胚胎移植的现状如何？今天我们就一起学习这方面的内容。 一、胚胎移植 1.胚胎工程技术 胚胎工程技术目前在生产中应用较多的是家畜的胚胎移植、胚胎分割和体外生产胚胎技术。 2.胚胎移植的概念、意义、生理学基础及基本程序 (1)概念 ①对象：雌性动物体内的早期胚胎或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎。 ②移植条件：同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内。 ③供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。 ④受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。 ⑤地位：是胚胎工程的最后一道“工序”。 (2)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。 (3)胚胎移植成功的保障(生理学基础)
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； 而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
一、体内受精和早期胚胎发育 1、精子的发生 （1）场所：睾丸的曲细精管 （2）时期：初情期开始，直到生殖机能衰退。（3）过程： 2、卵子的发生 （1）场所：卵巢 （2）时期：胎儿期和初情期后 （3）过程：
3、精子和卵子发生的比较 4、受精：精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程 （1）场所：输卵管中 （2）过程： 受精前的准备： ①成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，此过程叫获能。 ②卵子的准备 卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。 受精： ①获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，精子的头部与卵细胞接触。 ②两个细胞的细胞膜融合，精子细胞膜内的遗传物质进入卵细胞，完成受精。 5、胚胎发育：哺乳动物胚胎发育依次经过以下不同的时期和结构：受精卵→卵裂→桑葚期（细胞数目32个左右）→囊胚（出现细胞团和滋养层）→原肠胚（内细胞团形成外胚层和内胚层，滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘） 二、胚胎工程的三个操作流程 1、试管动物生产流程
2、克隆动物的培育流程 3、胚胎移植的培育流程
三、胚胎工程的应用及前景 1、胚胎移植 2、胚胎分割 3、胚胎干细胞 一、受精作用和早期胚胎发育 1、受精作用 (1)准备阶段1——精子获能 刚刚排出的精子，必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，此过程叫精子获能。 (2)准备阶段2——卵子的准备 动物排出的卵子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)受精阶段 ①精子穿越放射冠和透明带 与卵子相遇→精子发生顶体反应，释放顶体酶→溶解卵丘细胞之间的物质→精子穿越放射冠，与透明带接触→顶体酶将透明带溶出一条孔道→精子穿越透明带，接触卵黄膜→立即发生透明带反应。 ②进入卵黄膜 精子与卵黄膜接触，立即被微绒毛抱合→精子外膜和卵黄膜相互融合，精子入卵→立即发生卵黄膜封闭作用。 ③原核形成和配子结合 精子入卵→尾部脱离，原有核膜破裂；同时，激活卵子→雌、雄原核形成，充分发育后合并→形成受精卵。 2、胚胎发育
课时规范练38胚胎工程及生物技术的安全性和伦 理问题 基础巩固 1.下列有关哺乳动物精子和卵子发生的叙述,错误的是() A.精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体 B.不同种动物的精子形态相似,但大小不同,体型越大的动物精子越大 C.卵母细胞发育至减数第二次分裂中期时,才具备受精能力 D.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,这是精子和卵子在发生上的重要区别 2.下图表示利用二倍体小鼠所做的实验,相关分析合理的是() A.过程①中存在有丝分裂、减数分裂和细胞分化 B.图中囊胚的细胞基因型都相同 C.代孕母鼠需进行同期发情处理 D.嵌合体幼鼠是四倍体 3.下列有关基因身份证的说法,正确的是() A.基因身份证上可以检测到个人的所有基因 B.用基因身份证去看病或预见将来已经实践应用 C.基因身份证只对少数、个别基因进行检测 D.有基因身份证就可以治疗任何疾病 4.下图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法正确的是() A.图中a所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘 B.胚胎干细胞的体积和细胞核都较小 C.胚胎干细胞可以增殖而不发生分化 D.利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用 5.科学家运用不同的生物工程技术培育具有优良性状的牛,下列说法错误的是() A.利用核移植等技术可培育具有亲本优良性状的克隆牛 B.体外受精等技术可培育出与母本遗传性状完全相同的试管牛 C.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 D.胚胎移植等技术可充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力 6.胚胎干细胞由于全能性高且在体外培养时具有无限增殖的特性,是胚胎工程生产和研究中常用的 材料。但由于细胞在连续的分裂过程中,DNA大部分时间都在进行复制,可能出现许多复制错误,导致DNA出现损伤。下列叙述正确的是() A.体外培养的胚胎干细胞中可能存在DNA修复机制 B.细胞分化是由于DNA损伤导致遗传信息改变引起的 C.顶体反应和透明带反应是防止多精入卵的两道屏障
专题一基因工程基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
专题3 胚胎工程 一、单项选择题（共60分，30题） 1、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 2、英国生物学家“克隆”绵羊过程中没有使用的是（） A. 一只母羊的乳腺细胞 B. 一只母羊的子宫 C. 一只母羊的卵细胞 D . 一只母羊的胚胎细胞 3、各种家畜精子发生的过程大致可分为几个阶段？（） A. 3 B. 2 C. 4 D. 5 4、体外受精的场所是（） A.在水溶液中 B.在盐溶液中 C. 在获能溶液或专用的受精溶液中 D.在酒精溶液中 5、精子产生的阶段是（） A.出生到成年 B.初情期开始到个体衰老 C.从初情期开始直到生殖机能衰退 D.从胚胎开始直到生殖器官的成熟 6、精子的变形过程中（）演变为精子的尾？ A.高尔基体 B.细胞核 C.内质网 D.中心体 7、当卵细胞达到（）时期时，才具备与精子受精的能力 A.减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期 C.减数第二次分裂中期 D. 减数第二次分裂结束成熟 8、进行胚胎分割时，应选择发育良好，形态正常的（） A.受精卵 B.原肠胚 C.胚胎 D.桑椹胚或囊胚 9、哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分哪三大部分？（）
A.头、颈、尾 B.头、颈、躯干 C.头、躯干、尾 D.头、肢、尾 10、卵原细胞是通过什么方式增加其数量的？（） A.无丝分裂 B.有丝分裂 C.减数分裂 D.二分裂 11、桑椹胚时细胞数目可达多少个左右？（） A.16 B.24 C.32 D.48 12、胚胎干细胞的特点是（） A.在形态上，表现为体积大，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性 B.在形态上，表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性 C.在形态上，表现为体积小，细胞核小，核仁不明显；在功能上不具有发育的全能性 D.在形态上，表现为体积大，细胞核小，核仁明显；在功能上具有发育的全能性 13、关于试管动物技术的概念叙述正确的是( ) A.通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术 B.通过人工操作使卵子和精子在体内成熟，在体外受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术 C.通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并将受精卵移植产生后代的技术 D.通过人工操作使卵子和精子在体内成熟，在体外受精，并将受精卵移植产生后代的技术 14、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 15、下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是（） A、受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官的分化 B、卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化 C、受精卵→囊胚→原肠胚→幼体 D、受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化 16、供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是（） A、防止受体牛不愿意接受胚胎 B、只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育
胚胎工程 第1节体内受精和早期胚胎发育 一、概念 1. 胚胎工程：指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。（经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求） 二、知识结构 精子发生→精子获能 受精→胚胎发育 卵子发生→卵子准备 （一）精子的发生 1. 发生时间：雄性动物从初情期（相当于人的青春期），直到生殖机能衰退，生殖细胞不断增殖，精子不断产生。 发生部位：睾丸曲精管内 2. 发生过程：（各种家畜，大体分为三个阶段）： 第一阶段：（曲细精管管壁的）精原细胞有丝分裂→大量精原细胞→部分形成初级精母细胞第二阶段：初级精母细胞连续两次分裂（减数分裂的MI和MII） 1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精子细胞（含单倍染色体） 第三阶段：精子细胞变形→精子 ①细胞核→头的主要部分 ②高尔基体→头部的顶体 ③中心体→尾 ④线粒体（聚集在尾的基部）→线粒体鞘 ⑤细胞内其他物质浓缩→球状原生质滴 （二）卵子的发生 1. 发生时间：动物的胚胎性别分化后 发生部位：卵巢内 2. 发生过程： 第一阶段：【动物的胚胎性别分化后】雌性胎儿卵巢内的卵原细胞有丝分裂→增加数量→演变为初级卵母细胞→被卵泡细胞包围，形成卵泡 第二阶段：【排卵前后】减数第一次分裂→1个次级卵母细胞和第一极体→进入输卵管，准备受精 第三阶段：【精子和卵子结合过程中】减数第二次分裂，次级卵母细胞→1个成熟的卵子和第二极体
△判断是否受精的标志：卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体 ☆精子和卵子在发生上的重要区别： 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（即胎儿时期） 注：多数不如动物的第一极体不进行减数第二次分裂形成两个第二极体。 卵子发生成熟示意图 （三）受精 一、概念 1. 受精：精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。包括会搜经前的准备阶段和受精阶段。自然条件下是在雌性的输卵管内完成。 2. 放射冠：包围在卵子透明带外面的卵丘细胞群。 3. 透明带反应：在精子触及卵黄膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应。它是防止多个精子进入透明带，引起多个精子入卵受精的第一道屏障。 4. 卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这是防止多精如卵受精的第二道屏障。 二、过程 1. 准备阶段1-精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子结合，必须在此行动物【生殖道】发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。 2. 准备阶段2-卵子的准备：卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，动物排出卵子的成熟程度不同（初级卵母细胞-如马、犬等；次级卵母细胞-如猪、羊等），但都要在【输卵 3. 受精阶段： 主要包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，原核形成配子结合 ①顶体反应，释放顶体内的酶，额直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿过放射冠的通路。 ②透明带反应：穿过放射冠的精子立即与透明带接触，穿过顶体酶溶出通道后，接触卵黄膜，发生透明带反应。 ③卵黄膜封闭作用：精子与卵黄膜接触后，立即被卵黄膜表面的微绒毛抱合→精子外膜与卵黄膜融合→精子入卵→卵黄膜封闭作用 ④入卵后的变化： 精子：尾部脱离，核膜破裂→形成新的核膜→雄原核形成（比原来精子核还大）