1、章末整合提升,第三章 胚胎工程,知识系统构建,规律方法整合,内容索引,热点考题集训,知识系统构建,受精卵,囊胚,胚胎移植,胚胎分割,家畜改良,组织或 器官修复,1.防止多精入卵有两道屏障：一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。 2.判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜与透明带的间隙能观察到两个极体，受精作用完成的标志是雌、雄原核融合形成合子。 3.试管动物技术运用的技术手段主要有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。 4.哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。,5.从卵巢采集的卵母细胞需在体外培养到M中期才能与获能的精子受精。 6.动物胚胎一般在桑椹胚或囊胚阶段进行移
2、植。胚胎移植前一般用激素对供、受体进行同期发情处理。 7.胚胎分割的对象是桑椹胚或囊胚，在对囊胚分割时，应注意将内细胞团均等分割。 8.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。,规律方法整合,整合一 克隆动物、试管动物、转基因动物的异同(以羊为例),例1 人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从血液中提取。由于艾滋病等人类感染性疾病造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品心存疑虑。生物技术的发展和应用使利用动物生产人的血清白蛋白成为可能，右图是上海某研究所培育生产出血清白蛋白奶牛的流程。请据图回答下列问题：,(1)雌性奶牛胚胎细胞是 A.雌性奶牛产生的卵细胞 B.雌性奶牛体内的受精卵
3、 C.能发育成雌性奶牛的受精卵 D.从奶牛胚胎上取出的细胞，这个奶牛胚胎将发育成雌性奶牛 (2)此操作流程涉及的现代生物技术有动物细胞培养、_、_、胚胎分割和胚胎移植。,答案,基因工程,核移植,(3)将人的血清白蛋白基因导入奶牛胚胎受体细胞时，常用的方法是_；选择早期胚胎细胞作为外源基因受体的原因是_ _。 (4)重组细胞1的特点是_ _。 (5)重组细胞2的特点是_ _。,答案,显微注射法,早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应的组织细胞中表达,细胞核内的DNA分子中含有人体血清白蛋白基因,细胞核与去核卵母细胞重组，具备发育成胚胎的可能,(6)早期胚胎培养在发育培养液中，培养液的成分比较
4、复杂，除了一些无机盐和有机盐类外，还需添加_等物质。 (7)小牛1、2、3的性别是_性，性状_(填“相同”或“不同”)。 (8)以上实例说明转基因克隆动物可以作为动物乳腺生物反应器，生产医药蛋白。在医药卫生领域，你认为除此之外，转基因克隆动物在治疗人类疾病时还有哪些用途？ _。,答案,维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清,雌,相同,转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植,解析 “试管牛”是通过在试管中进行体外受精，然后将受精卵进行早期胚胎培养，将获得的胚胎再利用胚胎移植技术植入母体内，在母体内发育
5、和产出牛的过程。,例2 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。,答案,解析,早期胚胎培养,胚胎移植,解析 促性腺激素能够作用于卵巢细胞使其产生更多的性激素从而促进卵母细胞的生成。,解析 为使精卵成功结合需要对精子进行获能处理；处于卵母细胞减数第二次分裂中期的细胞为次级卵母细胞和第一极体。,(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_。,解析,答案,
6、获能,第一极体,(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_。,促性腺激素(其他合理答案也可),解析 基因工程的操作步骤为：获取目的基因、基因表达载体的构建、导入目的基因、检测和鉴定目的基因。农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的一种方法，目的基因导入动物细胞通常需采用显微注射法；如果将该基因表达载体导入受精卵中，受精卵能够分裂、分化获得产生人干扰素的转基因牛。,(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_。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
7、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)。,解析,导入目的基因,答案,获取目的基因,检测和鉴定目的基因,显微注射法,受精卵,整合二 胚胎工程与细胞工程的比较 1.胚胎工程 胚胎工程是由体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、性别控制技术和胚胎干细胞技术等组成的现代生物技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程操作的主要对象是生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞。胚胎发育学是胚胎工程的理论基础。 2.细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器的水平上的操作
8、，按照人的意愿去改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术。,解析 构建基因表达载体时，一般需用同一种限制酶切割目的基因和载体，以产生相同的黏性末端，并用DNA连接酶连接成重组表达载体；常用的载体是质粒。,例3 毛角蛋白型中间丝(KIF)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单流程如下图，请回答下列问题：(1)过程中最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和_。,答案,解析,质粒,DNA连接酶,解析 利用胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。动物细胞培养时，需将细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH。,(2)在过程中，用_处理将皮肤组织块
9、分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是_。,解析,答案,胰蛋白酶,维持培养基(液)的pH,解析 运用超数排卵法可获得更多的卵母细胞，常用的激素是促性腺激素。成熟卵母细胞在核移植前要进行去核处理。,(3)在过程中，用_处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行_处理。,解析,答案,促性腺激素,去核,解析 核移植时获得的重组细胞经过早期胚胎培养，可以获得早期胚胎。为获得更多胚胎，可以使用胚胎分割技术。,(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎。,解析,答案,(早期)胚胎培
10、养,胚胎分割,例4 世界卫生组织解释克隆为“遗传上同一的机体或细胞系(株)的无性繁殖”。相对于植物克隆而言，动物尤其是高等动物的克隆比较困难，下图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤，据图回答下列问题：(1)方法2获得的小牛的遗传物质来源于_；通过方法3得到的胚、中的遗传物质是否完全相同？_。,答案,解析,供体1、供体2和供体3,完全相同,解析 方法2是将供体1、供体2有性生殖获得的早期胚胎核移植获得小牛，其遗传物质来源于供体1、供体2和供体3；方法3是胚胎分割，得到的胚、中的遗传物质是完全相同的。,解析 核移植时核供体细胞是早期胚胎的内细胞团细胞，受体细胞最好是M中期卵母细胞。,(2)细胞B
11、取自囊胚的_，具有全能性；细胞C应取自供体3的_细胞。,解析,答案,M中期卵母,内细胞团,解析 细胞体外培养需要满足的条件是无菌无毒的环境、充足的营养、适宜的温度和pH及气体环境。,(3)细胞A、B、C在进行D过程之前需要进行细胞体外培养，培养时需要满足的条件是_。,解析,答案,无菌无毒的环境、充足的营养、适宜的温度和pH及气体环境,解析 克隆为“遗传上同一的机体或细胞系(株)的无性繁殖”，克隆也可以理解为复制、拷贝，分为DNA分子水平(特定DNA片段通过重组DNA技术插入到一个载体如质粒和病毒等中，然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片段的“群体”)、细胞水平(指由一个
12、单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体)、个体水平(是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体)三个层次的含义。,(4)克隆也可以理解为复制、拷贝，结合世界卫生组织的定义，你认为还有哪些现代生物技术也属于克隆？_。,解析,答案,单克隆抗体、植物组织培养、PCR等(答出两点即可),(5)你是否支持进行胚胎干细胞的研究，为什么？ _ _ _。,答案,支持，胚胎干细胞的研究，有利于治疗人类某些顽症(治疗性克隆)，以及 揭示细胞分化和细胞凋亡的机理等；反对，胚胎干细胞取自胚胎，胚胎也 是生命，另外可能被用于克隆人研究，引起伦理问题等(合理即可),热点考题集训,1.下图表示精子入卵后，发生(
13、或引起的)一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是A.图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数第二次分裂 B.经图中Y过程只形成了雌原核 C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合 D.精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,2,3,4,5,1,解析 透明带反应形成第一道屏障，卵细胞膜反应是第二道屏障，在受精过程中卵子完成减数第二次分裂，A正确； 精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核，B错误； 精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合，C正确； 精子入卵后其尾部留在外面并在溶酶体的作用下自溶
14、，D正确。,7,8,9,10,6,2.下图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期，下列叙述不正确的是A.过程发生同源染色体分离 B.过程通过有丝分裂增殖 C.a时期可分离得到胚胎干细胞 D.过程，细胞分化程度逐渐增大,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析 精子和卵子的结合过程，不存在同源染色体的分离，A错误； 过程属于受精卵的分裂，通过有丝分裂增殖，B正确； a时期为囊胚期，其中的内细胞团可分离得到胚胎干细胞，C正确； 过程是受精作用及胚胎发育，细胞分化程度逐渐增大，D正确。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,3.下列关于现代生物工程的叙述，正确的是
15、A.体外受精是获能的精子和成熟的卵子在动物的血清中受精 B.克隆产蛋率高的鸡时需要对鸡进行同期发情处理，保证移植的克隆胚胎顺利成活 C.利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞时，主要借助了TDNA的功能 D.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基物理状态相同,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在专用的受精溶液中受精的过程，A错误； 克隆产蛋率高的鸡不需要胚胎移植，B错误； 农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，C正确； 动物细胞培养用的是液体培养基，
16、而植物组织培养用的是固体培养基，D项错误。,4.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,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析 精子要经过获能处理后才具有受精能力，卵子必须培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力，体外受精可以在相应溶液中完成，故A正确； 受精卵一般发育到桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植，故B错误； 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，血清
17、中含有不清楚的成分，故C正确； 试管婴儿首先进行体外受精获得受精卵，然后利用早期胚胎培养将受精卵培养到桑椹胚或囊胚阶段再进行胚胎移植，故D正确。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,5.下图是应用生物工程技术，实现利用牛的乳腺细胞生产人体血清白蛋白的操作流程。下列有关叙述错误的是A.细胞中已含有人体血清白蛋白基因 B.获取细胞的技术为核移植 C.与图示技术相比，试管牛培育过程特有的生物技术是体外受精 D.早期胚胎发育到囊胚期时，需要取其内细胞团做DNA分析，进行性别鉴定,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析 结合题意和图解信
18、息，细胞是供核细胞，应含有所需的目的基因人体血清白蛋白基因，A正确； 图中细胞明显为通过核移植技术得到的重组细胞，B正确； 图示技术不涉及体外受精过程，而试管牛培育过程需要有体外受精，C正确； 早期胚胎发育到囊胚期时，需要取其滋养层细胞做DNA分析，进行性别鉴定，D错误。,6.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,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解
19、析 进行胚胎分割要用桑椹胚或囊胚期的胚胎。,7.下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是 A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养 B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行 C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的 D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析 乳腺癌细胞的分裂能力比乳腺细胞强，所以乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进行离体培养，A项错误； 细胞核移植发生在同种或异种生物的细胞之间，B项错误； 胚胎分割的份数越多，操作的难度越大，移植的成功率也越低，所以胚胎分割技术产生同卵多胚的数量有限，C
20、项正确； 培养早期胚胎的培养液中维生素、激素起调节作用，不是能源物质，D项错误。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,8.下列关于高等哺乳动物胚胎工程的相关叙述，错误的是 A.体外受精时对精子要进行获能的处理，卵母细胞也需要培养至M中期 B.进行胚胎移植时，可以从供体的输卵管或子宫角取出早期胚胎 C.受精作用和卵裂过程发生于输卵管，胚卵期细胞数量不断增多，胚胎体积不断增大 D.试管动物和克隆动物都具有两亲本的遗传特性，前者属于有性生殖，后者属于无性生殖,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,解析 体外受精时，精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养到减数第二次分裂中期才具备
21、受精能力，故A正确； 进行胚胎移植时，可以从供体的输卵管或子宫角取出早期胚胎，故B正确； 受精作用和卵裂过程发生于输卵管，胚卵期细胞数量不断增多，总体积基本不变，故C错误； 试管动物需要体外受精，后代具有两亲本的性状，属于有性生殖，克隆动物的细胞核中的遗传物质和细胞质中的遗传物质来自两个不同的亲本，因此也具有两个亲本的性状，属于无性生殖，故D正确。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,9.2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”，三亲婴儿的培育过程可选用如下图所示技术路线。据图回答下列问题： (1)由于女性自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通
22、常需要注射_激素，促使一次有更多的卵泡发育。,答案,解析,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,促性腺,解析 要进行超数排卵需要注射促性腺激素。,(2)重组细胞需培养到_期，重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2，CO2的主要作用是_。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,M中,维持培养液的pH,解析,解析 重组细胞培养到减数第二次分裂中期(M中期)，培养液中的二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。,(3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要_和_等技术。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,早期胚胎培养,胚胎移植,解析,解析 从受精卵到三亲婴儿的培育还需要早期胚胎
23、培养和胚胎移植等技术，才能进行正常发育。,解析 三亲婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病，因为其只需要母亲提供细胞核，而线粒体是细胞质基因。但不能避免红绿色盲基因传递给后代，因为红绿色盲基因属于细胞核基因。三亲婴儿的染色体有1/2是来自母亲提供的细胞核，1/2来自父亲提供的细胞核。,(4)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，而_(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体_(填比例)来自母亲提供的细胞核。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,能,不能,1/2(或50%),解析,10.随着我国“全面二胎”政策的
24、实施，一些高龄夫妇借助试管婴儿技术实现了自己的愿望，结合所学知识回答下列问题： (1)哺乳动物的体外受精主要包括_、_和受精等几个主要步骤。 (2)受精后形成的受精卵要移入_培养液中继续培养一段时间再移植到母体内，早期胚胎发育到_阶段的某一时刻，会冲破_，称之为“孵化”。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,卵母细胞的采集,精子的获取,发育,透明带,囊胚,(3)为了及时检测受孕情况，科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制出了早孕试纸。要获得该抗体，需要先将_注射到小鼠体内，培养一段时间之后，将从小鼠脾脏中提取出的B淋巴细胞和小鼠的_细胞融合，通过_筛选，从而获得阳性克隆的杂交瘤细胞，并最终获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体。,2,3,4,5,1,7,8,9,10,6,答案,人绒毛膜促性腺激素,骨髓瘤,两次,
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