1、第第3讲胚胎工程讲胚胎工程动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()。胚胎。胚胎工程及其应用工程及其应用()。知识点一受精作用与胚胎发育过程知识点一受精作用与胚胎发育过程1动物的胚胎发育：动物的胚胎发育：指指受精卵发育成受精卵发育成 的过程的过程2新生命的起点：新生命的起点：.幼体幼体受精卵受精卵精卵识别精卵识别质膜质膜特异性相互识别的蛋白特异性相互识别的蛋白4胚胎发育的过程胚胎发育的过程知识点二体外受精与体外胚胎培养知识点二体外受精与体外胚胎培养1胚胎工程胚胎工程(1)含义：在含义：在 过程中进行的过程中进行的 操作技术。操作技术。(2)技术：主
2、要包括体外受精，技术：主要包括体外受精，、胚胎移、胚胎移植、植、胚胎干细胞培养等。、胚胎干细胞培养等。(3)研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是。2体外受精和体外胚胎培养体外受精和体外胚胎培养(1)精子的采集及获能：从精子的采集及获能：从 中取出成熟的精子，中取出成熟的精子，放入培养液中培养，使其达到放入培养液中培养，使其达到 状态。状态。胚胎发育胚胎发育胚胎胚胎胚胎体外培养胚胎体外培养胚胎分割胚胎分割哺乳动物哺乳动物附睾附睾获能获能(2)卵细胞的采集：最常用的方法是卵巢经卵细胞的采集：最常用的方法是卵巢经 处理后，处理后，用穿刺针吸取用穿刺针吸取
3、(连同卵母细胞连同卵母细胞)取出，然后在体外进行取出，然后在体外进行人工培养，促进其成熟。人工培养，促进其成熟。(3)受精：受精：的精子和的精子和 的卵细胞在体外合适的环境的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精。下共同培养一段时间，便可受精。(4)受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入和受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入和着床，通常移植的适宜时期是发育到着床，通常移植的适宜时期是发育到的胚胎。的胚胎。(5)胚胎体外培养胚胎体外培养早期胚胎在早期胚胎在 中的发育；中的发育；胚胎不同发育期需要胚胎不同发育期需要 ，尚无从受精卵到新生，尚无从受精卵到新生儿的全体
4、外胚胎培养技术。儿的全体外胚胎培养技术。超数排卵超数排卵卵泡液卵泡液获能获能成熟后成熟后8细胞以上细胞以上人工创造的环境人工创造的环境不同培养液不同培养液思考思考1：进行胚胎体外培养时，不同发育时期的胚胎所用培进行胚胎体外培养时，不同发育时期的胚胎所用培养液成分是否相同？为什么？养液成分是否相同？为什么？提示：提示：不相同。由于胚胎不同发育时期生理代谢的需求不同，不相同。由于胚胎不同发育时期生理代谢的需求不同，进行胚胎体外培养时，必须配制一系列含有不同成分的培养进行胚胎体外培养时，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。液，用以培养不同发育时期的胚胎。知识点三胚胎移植和
5、胚胎分割知识点三胚胎移植和胚胎分割1胚胎移植胚胎移植(1)概概念：指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经念：指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过激素处理，使其过激素处理，使其后受精，然后将发育的早后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到期胚胎分别移植到的代孕母的子宫内，通过的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。代孕母妊娠产仔的技术。(2)供体：指提供胚胎的动物。供体：指提供胚胎的动物。(3)受体受体(代孕母代孕母)：接受胚胎的动物。：接受胚胎的动物。(4)过程：供体母畜过程：供体母畜早期胚胎同期发情排卵、但未经配早期胚胎同期发情排卵、但未经配种的受体的相应部位后代。种的受体的相应部
6、位后代。(5)意义：胚胎工程中意义：胚胎工程中 的唯一方法。的唯一方法。超数排卵超数排卵同期发情同期发情获得后代获得后代同卵多仔同卵多仔快速繁殖、良种高快速繁殖、良种高知识点四胚胎干细胞知识点四胚胎干细胞1来源：来源：.2培养：培养：一一般用般用作饲养层培养胚胎作饲养层培养胚胎干细胞，这样可以促进干细胞生长的同时抑制干细胞的干细胞，这样可以促进干细胞生长的同时抑制干细胞的 。3获取：获取：把把 放到有放到有 的培养液中培养，直的培养液中培养，直到内细胞团突出饲养层外，用到内细胞团突出饲养层外，用 或机械剥离内细胞或机械剥离内细胞团，再把它用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培团，再把它用酶消化
7、成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。养。囊胚内细胞团囊胚内细胞团胚胎成纤维细胞胚胎成纤维细胞分化分化胚胎干细胞胚胎干细胞饲养层饲养层酶消化酶消化4应用应用(1)胚胚胎干细胞核移植：将胎干细胞核移植：将 移植移植到到中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植中，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。后直接由受体完成克隆动物的技术。(2)用干细胞克隆器官，为用干细胞克隆器官，为提供器官。提供器官。思考思考2：胚胚胎成纤维细胞在胚胎干细胞培养中有什么作用？胎成纤维细胞在胚胎干细胞培养中有什么作用？提示：提示：胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞
8、分化的物质，用胚胎成纤维细胞作饲养层培养胚胎干细胞，在物质，用胚胎成纤维细胞作饲养层培养胚胎干细胞，在促进干细胞生长的同时还可抑制干细胞的分化。促进干细胞生长的同时还可抑制干细胞的分化。胚胎干细胞核胚胎干细胞核去核卵细胞去核卵细胞器官移植器官移植受精过程受精过程“四步曲四步曲”判断正误判断正误(1)在在胚胎移植时，受体母畜必须经过免疫学检验以防止排斥胚胎移植时，受体母畜必须经过免疫学检验以防止排斥外来胚胎外来胚胎()(2)用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵发育而来用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵发育而来()(3)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获哺乳动物的体外受精主要包括卵母
9、细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要的步骤取和受精等几个主要的步骤()(4)卵母细胞的采集往往需要进行超数排卵处理卵母细胞的采集往往需要进行超数排卵处理()(5)体外受精后获得的受精卵需要立即移入母体子宫进行妊娠，体外受精后获得的受精卵需要立即移入母体子宫进行妊娠，以保证成活率以保证成活率()巧记胚胎移植成功的巧记胚胎移植成功的“四大四大”保障保障(生理学基础生理学基础)胚胎干细胞克隆胚胎干细胞克隆胚胎发育与胚胎工程胚胎发育与胚胎工程 高考地位：高考地位：5年年13考考(2012浙江理综，浙江理综，2、江苏单科，、江苏单科，9、山东理综，、山东理综，35)【典例典例1】(2012浙江理综，浙
10、江理综，2)下下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是育的叙述，正确的是()。A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚层原肠胚发育分化形成内外两个胚层解析解析此题考查受精作用与胚胎发育的相关知识。精卵细胞此题考查受精作用与胚胎发育的相关知识。精卵细胞的识别具有物种特异性，卵细胞受精时，一般只能接受同种的识别具有物种特异性，卵细胞受精时，一般只能接受同
11、种生物的精子，生物的精子，A正确；受精卵开始的几次卵裂，由于没有接正确；受精卵开始的几次卵裂，由于没有接受外来营养物质，细胞数目虽在增加，但卵裂球细胞总体积受外来营养物质，细胞数目虽在增加，但卵裂球细胞总体积并没有增大，甚至略有减小，并没有增大，甚至略有减小，B错误；囊胚由滋养层和内细错误；囊胚由滋养层和内细胞团组成，滋养层细胞没有发育全能性，将来发育成胚胎的胞团组成，滋养层细胞没有发育全能性，将来发育成胚胎的附属结构，内细胞团细胞才具有发育全能性，附属结构，内细胞团细胞才具有发育全能性，C错误；原肠错误；原肠胚已有外、中、内三个胚层的分化，胚已有外、中、内三个胚层的分化，D错误。错误。答案答
12、案A胚胎工程包括早期胚胎发育、早期胚胎的培养、胚胎工程中胚胎工程包括早期胚胎发育、早期胚胎的培养、胚胎工程中一些操作技术等内容，这些知识在高考真题中都有考查过。一些操作技术等内容，这些知识在高考真题中都有考查过。考查胚胎工程时，常常与其他知识结合起来考查，如与动物考查胚胎工程时，常常与其他知识结合起来考查，如与动物的个体发育和减数分裂联系起来进行考查；还可结合基因工的个体发育和减数分裂联系起来进行考查；还可结合基因工程、克隆技术等进行综合考查。程、克隆技术等进行综合考查。1胚胎发育胚胎发育(1)过过程：受精卵程：受精卵卵裂期卵裂期桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚(2)图示图示2胚胎工程胚胎工程
13、(1)胚胚胎工程基本操作流程胎工程基本操作流程名称名称操作流程操作流程体外受精和胚胎体外受精和胚胎体外培养体外培养胚胎移植胚胎移植操作流程操作流程胚胎分割胚胎分割操作流程操作流程(2)胚胎移植分析：胚胎移植分析：“供体供体”与与“受体受体”的确定：供体为具有人类所需优良遗的确定：供体为具有人类所需优良遗传性状的品种，作为受体的雌性动物应为具有正常孕育、生传性状的品种，作为受体的雌性动物应为具有正常孕育、生殖后代能力常见或存量大的品种。殖后代能力常见或存量大的品种。实质：胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下实质：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换，而胚胎本身的遗传
14、物质并不发生改变。空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变。优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体优势：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。本身的繁殖周期。胚胎移植过程中两次使用激素，第一次用孕激素对受、供胚胎移植过程中两次使用激素，第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体进行处理体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体进行处理使其超数排卵。使其超数排卵。(3)胚胎分割分析胚胎分割分析胚胎分割胚胎分割对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须将内细胞团均等分割：对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须将内细胞团均等分割：内细胞团一般到囊胚
15、阶段才出现，它是发育成胚胎本身的基内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育成胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养层细胞，只为胚胎和胎儿发育提供础细胞，其他细胞为滋养层细胞，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，会出现含内细胞团少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。团少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。形成的还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。(1)体外
16、受精时，精子与卵子在体外结合前，需要对精子进行体外受精时，精子与卵子在体外结合前，需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。(2)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。原肠胚之前，不能直接移植受精卵。【训练训练1】胚胚胎移植是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖胎移植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。下图为牛胚胎移植示意图，据图分析下列后代的过程。下图为牛胚胎移植示意图，据图分析下列叙述正确的是叙述正确的是
17、()。A同期发情处理与过程同期发情处理与过程a使用的是同一种激素使用的是同一种激素B过程过程b的生理基础是供体与受体生理环境相同的生理基础是供体与受体生理环境相同C过程过程c有手术法和非手术法两种方法有手术法和非手术法两种方法D图中供体母牛、供体公牛和受体母牛均要求遗传性能优图中供体母牛、供体公牛和受体母牛均要求遗传性能优秀秀解析解析据图可知，过程据图可知，过程a、b、c依次是超数排卵、冲卵、胚依次是超数排卵、冲卵、胚胎移植。过程胎移植。过程b是从供体母牛子宫内冲洗出胚胎，其生理基是从供体母牛子宫内冲洗出胚胎，其生理基础是早期胚胎处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联础是早期胚胎处于游离状态
18、，未与母体子宫建立组织上的联系，与受体无关；对供体母牛和供体公牛要求选择遗传性能系，与受体无关；对供体母牛和供体公牛要求选择遗传性能优秀的个体。优秀的个体。答案答案C【训练训练2】(2013安徽安庆二模安徽安庆二模)如如图为培育图为培育“转基因试管牛转基因试管牛”的基的基本过程示意图，请据图回答下列问题。本过程示意图，请据图回答下列问题。(1)A过程一般用过程一般用_激素处理供体母牛，使其超数排卵，激素处理供体母牛，使其超数排卵，此前需用激素对供体母牛和代孕母牛进行此前需用激素对供体母牛和代孕母牛进行_处理。处理。(2)采集到的精子在进行体外受精前必须进行采集到的精子在进行体外受精前必须进行_
19、处理，处理，采集的卵母细胞也需要培养成采集的卵母细胞也需要培养成_才能受精。才能受精。(3)B过程通常用过程通常用_法将含有抗凝血酶基因的表达载体法将含有抗凝血酶基因的表达载体导入受精卵，这样培育出来的试管牛进入泌乳期后，即可从导入受精卵，这样培育出来的试管牛进入泌乳期后，即可从其乳汁中分离出所需的其乳汁中分离出所需的_这一药用蛋白。这一药用蛋白。解析解析通常采用孕激素对供体母牛和代孕母牛进行同期发情通常采用孕激素对供体母牛和代孕母牛进行同期发情处理，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生处理，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存和发育的条件，这也是胚胎移植成功与否的关键。
20、其后还存和发育的条件，这也是胚胎移植成功与否的关键。其后还要用促性腺激素处理供体母牛，使其超数排卵。将目的基因要用促性腺激素处理供体母牛，使其超数排卵。将目的基因注入动物细胞常用显微注射法，所培育的转基因牛的乳汁中注入动物细胞常用显微注射法，所培育的转基因牛的乳汁中可分离出该目的基因的表达产物可分离出该目的基因的表达产物抗凝血酶。抗凝血酶。答案答案(1)促促性腺同期发情性腺同期发情(2)获能成熟的卵细胞获能成熟的卵细胞(3)显微注射抗凝血酶显微注射抗凝血酶闪记胚胎移植中的闪记胚胎移植中的“二二二二一一”胚胎工程的应用胚胎工程的应用 高考地位：高考地位：5年年6考考(2010江苏卷、山东理综，江
21、苏卷、山东理综，35，17，2009辽宁、宁夏卷，辽宁、宁夏卷，41)【典例典例2】(2013无锡重点中学调研无锡重点中学调研)如如图为某科研小组采用图为某科研小组采用“基因基因靶向靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞的胚胎干细胞(ES细胞细胞)中，再将改造后的胚胎干细胞移中，再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。据图分析不正确的是植回囊胚继续发育成小鼠的过程。据图分析不正确的是()。A该过程使用的工具酶是该过程使用的工具酶是DNA连接酶和限制性核酸内切酶连接酶和限制性核酸内切酶B完成第完成第步操作得到由两个步操
22、作得到由两个DNA切段连接成的产物，必切段连接成的产物，必定是载体与棕褐毛基因形成的重组定是载体与棕褐毛基因形成的重组DNA分子分子C第第步操作后，还需经过筛选目的基因已成功转移的胚步操作后，还需经过筛选目的基因已成功转移的胚胎干细胞的过程，才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中胎干细胞的过程，才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中D改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠，其改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠，其根本原因是细胞核中含有一整套的遗传物质根本原因是细胞核中含有一整套的遗传物质解析解析完成第完成第步操作后得到的由两个步操作后得到的由两个DNA切段连接成的产切段连接成的产物有可能是载体
23、物有可能是载体目的基因，载体目的基因，载体载体，目的基因载体，目的基因目的基目的基因三种重组因三种重组DNA分子；该过程中基因工程部分使用了工具分子；该过程中基因工程部分使用了工具酶酶限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNA连接酶，完成目的基因的获取连接酶，完成目的基因的获取和基因表达载体的构建；完成导入后，需筛选出已经获得目和基因表达载体的构建；完成导入后，需筛选出已经获得目的基因的胚胎干细胞才能将胚胎干细胞注射到囊胚中；改造的基因的胚胎干细胞才能将胚胎干细胞注射到囊胚中；改造时只是导入了棕褐毛基因而没有改变胚胎干细胞原有的遗传时只是导入了棕褐毛基因而没有改变胚胎干细胞原有的遗传物质，改造
24、后的胚胎干细胞中仍保留了小鼠的全套遗传物质。物质，改造后的胚胎干细胞中仍保留了小鼠的全套遗传物质。答案答案B胚胎工程的内容是浙科版教材新增添的内容，也是生物技术胚胎工程的内容是浙科版教材新增添的内容，也是生物技术的重要组成部分，它越来越成为各国研究的重点和科技竞争的重要组成部分，它越来越成为各国研究的重点和科技竞争的热点。这也将成为今后高考的热点。预计的热点。这也将成为今后高考的热点。预计2014年可能会以年可能会以最新的胚胎工程和干细胞培养的研究成果为背景，对学生的最新的胚胎工程和干细胞培养的研究成果为背景，对学生的获取信息的能力和结合应用知识的能力进行考查，应重点关获取信息的能力和结合应用
25、知识的能力进行考查，应重点关注。注。1胚胎干细胞胚胎干细胞(ES细胞细胞)及其特点及其特点(1)概概念：是由早期胚胎念：是由早期胚胎(囊胚囊胚)的内细胞团分离出来的的内细胞团分离出来的类类细胞。细胞。(2)特点特点形态：体积小、细胞核大、核仁明显。形态：体积小、细胞核大、核仁明显。功能：具有发育的全能性，可分化出成体动物的所有功能：具有发育的全能性，可分化出成体动物的所有组织和器官。组织和器官。体外培养的体外培养的ES细胞可以增殖而不分化。对它可以进行细胞可以增殖而不分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。冷冻保存，也可以进行遗传改造。2胚胎干细胞的类型胚胎干细胞的类型类别类别来源或举
26、例来源或举例特点特点全能干细胞全能干细胞桑椹胚及以前阶桑椹胚及以前阶段的细胞段的细胞能发育成完整个能发育成完整个体体多能干细胞多能干细胞(胚胎胚胎干细胞干细胞)内细胞团细胞内细胞团细胞能分化出动物体能分化出动物体内的任何组织内的任何组织专能干细胞专能干细胞(成体成体干细胞干细胞)骨髓干细胞、皮骨髓干细胞、皮肤生发层细胞肤生发层细胞能分化出特定的能分化出特定的组织组织3胚胎干细胞培养胚胎干细胞培养(1)培培养关键、需要一种能促进胚胎干细胞的生长，但抑养关键、需要一种能促进胚胎干细胞的生长，但抑制其分化的培养体系，这种体系用于饲养层的细胞一般制其分化的培养体系，这种体系用于饲养层的细胞一般是胚胎成
27、纤维细胞。是胚胎成纤维细胞。(2)培养过程培养过程4胚胎干细胞的主要用途胚胎干细胞的主要用途(1)将将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、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、胚胎移植后由受体产生克隆动物，操作流程胚胎培养、胚胎移植后由受体产生克隆动物，操作流程如下：如下：(2)通过基因敲除，获得移植器官。通过基因敲除，获得移植器官。(3)培育出人造组织器官，用于器官移植。培育出人造组织器官，用于器官移植。(4)改良创造动物新品种。改良创造动物新品种。胚胎干细胞培养、应用胚胎干细胞培养、应用“查漏补缺查漏补缺”(1)胚胎干细胞是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。在
28、胚胎干细胞是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。(2)利用胚胎干细胞可以被诱导分化形成新组织细胞的特性，利用胚胎干细胞可以被诱导分化形成新组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。功能。(3)随着组织工程技术的发展，通过胚胎干细胞体外
29、诱导分化，随着组织工程技术的发展，通过胚胎干细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。足和器官移植后免疫排斥的问题。【训练训练3】(2013浙江台州一模，浙江台州一模，3)科科学家成功地将胚胎干细胞在体学家成功地将胚胎干细胞在体外定向诱导分化为用于糖尿病治疗的胰岛素分泌细胞。外定向诱导分化为用于糖尿病治疗的胰岛素分泌细胞。关于胚胎干细胞的培养、分化条件的叙述错误的是关于胚胎干细胞的培养、分化条件的叙述错误的是()。A通常用液体培养基进行培养通常用液体培养基进行培养B培养液中需添加无机盐
30、，以维持细胞渗透压培养液中需添加无机盐，以维持细胞渗透压C牛血清含血浆蛋白、生长因子、激素等多种物质，对牛血清含血浆蛋白、生长因子、激素等多种物质，对维持细胞的生长具有重要的作用维持细胞的生长具有重要的作用D加胚胎成纤维细胞既可促进胚胎干细胞生长又可诱导加胚胎成纤维细胞既可促进胚胎干细胞生长又可诱导干细胞分化干细胞分化解析解析胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。答案答案D【训练训练4】如如图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法正确的是图是胚胎干
31、细胞分离途径示意图。下列说法正确的是()。A图中图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘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利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用解析解析图中图中A是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官。胚胎干细胞的体积较小，细胞核较盘外的其他组织和器官。胚胎干细胞的体积较小，细胞核较大。在体外培养情况下，可以只增殖而不发生分化。利用胚大。在体外培养情况
32、下，可以只增殖而不发生分化。利用胚胎干细胞可以诱导形成器官，但目前并没有大规模应用。胎干细胞可以诱导形成器官，但目前并没有大规模应用。答案答案C【训练训练5】用用胚胎干细胞胚胎干细胞(ES细胞细胞)定向诱导分化出人造组织器官进定向诱导分化出人造组织器官进行自体移植，可以解决临床上存在的供体器官不足和移行自体移植，可以解决临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题，下图表示胚胎干细胞分离和定向植后免疫排斥的问题，下图表示胚胎干细胞分离和定向诱导分化的流程图，其中为细胞或细胞结构，诱导分化的流程图，其中为细胞或细胞结构，为操作过程，下列叙述与图中相符的是为操作过程，下列叙述与图中相符的是()。
33、A图中所涉及的现代生物技术有体细胞核移植技术、细胞图中所涉及的现代生物技术有体细胞核移植技术、细胞培养技术培养技术B图中图中ES细胞是由分离来的，此外还可以从原始性腺中细胞是由分离来的，此外还可以从原始性腺中分离分离CES细胞在饲养层细胞上会向不同类型的组织细胞分化细胞在饲养层细胞上会向不同类型的组织细胞分化D过程过程V的结果多种多样的原因在于的结果多种多样的原因在于ES细胞具有发育的全细胞具有发育的全能性能性解析解析图中图中过程是将供体细胞的细胞核注入到由提供的过程是将供体细胞的细胞核注入到由提供的细胞质中，获得核质重组的细胞，即体细胞核移植技术，过细胞质中，获得核质重组的细胞，即体细胞核移
34、植技术，过程程、涉及细胞培养技术；图中为滋养层细胞、涉及细胞培养技术；图中为滋养层细胞、是内细胞团，是内细胞团，ES细胞可以由囊胚的内细胞团细胞细胞可以由囊胚的内细胞团细胞()或原始或原始性腺中分离出来；性腺中分离出来；ES细胞在饲养层细胞上能够维持不分化的细胞在饲养层细胞上能够维持不分化的状态；过程状态；过程V是诱导分化，其结果多种多样的本质原因是基是诱导分化，其结果多种多样的本质原因是基因的选择性表达。因的选择性表达。答案答案A易混点对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清易混点对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清点拨点拨(1)卵裂阶段的细胞分裂方式卵裂阶段的细胞分裂方式有丝分裂。
35、有丝分裂。(2)受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减小。所以每个细胞体积减小。(3)伴随细胞分裂，细胞数目增多，总伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每含量增多，但每个细胞中个细胞中DNA含量保持相对稳定。含量保持相对稳定。(4)该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。吸收。规避规避1个易混点，个易混点，2个易失分点，辨析个易失分点，辨析1个误区个误区易失分点易失分点1不明确胚胎移植时两次使用激素处理的对象及不明确胚胎移植时两次使用
36、激素处理的对象及目的目的点拨点拨胚胎移植时涉及两次激素处理：胚胎移植时涉及两次激素处理：第一次：对供受体使用促性腺激素或孕激素，进行第一次：对供受体使用促性腺激素或孕激素，进行“同期发同期发情情”处理。处理。第二次：对供体施以促性腺激素，促其第二次：对供体施以促性腺激素，促其“超数排卵超数排卵”。易失分点易失分点2不明确胚胎工程工序中的两次不明确胚胎工程工序中的两次“检查检查”点拨点拨两次检查：两次检查：(1)收集胚胎检查；收集胚胎检查；(2)移植后是否妊娠检移植后是否妊娠检查。查。1个误区误认为个误区误认为“冲卵冲卵”即冲出即冲出“卵子卵子”点拨点拨冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。体外
37、受精冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。体外受精过程中的冲卵冲出的是卵子。过程中的冲卵冲出的是卵子。纠错演练纠错演练1下下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，DNA总量、总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势趋势(横坐标为发育时间横坐标为发育时间)。其中正确的是。其中正确的是()。ABCD解析解析蛙受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞不断分裂，蛙受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞不断分裂，故故DNA的总量逐渐增多；又因细胞分裂所需的营养全部来自的总量逐渐增多；又因细胞分裂所需的营养全部来自卵
38、黄，并非来自外界，故分裂后的细胞体积越来越小。事实卵黄，并非来自外界，故分裂后的细胞体积越来越小。事实上，由于细胞分裂等生命活动的消耗，其有机物总量会减少。上，由于细胞分裂等生命活动的消耗，其有机物总量会减少。答案答案A2胚胎移植是胚胎工程技术的最后一道胚胎移植是胚胎工程技术的最后一道“工序工序”。如图是。如图是胚胎移植的基本程序，请分析并回答下列问题。胚胎移植的基本程序，请分析并回答下列问题。(1)图中超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射图中超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_。(2)配种时，卵子在输卵管内进一步成熟，当卵子达到配种时，卵子在输卵管内进一步成熟，当卵子达到_时，才具备与
39、精子受精的能力。时，才具备与精子受精的能力。(3)“冲卵冲卵”实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_冲洗出来。冲洗出来。(4)冲卵后，对胚胎进行质量检查，这里培养的胚胎应发育到冲卵后，对胚胎进行质量检查，这里培养的胚胎应发育到_阶段才能进行胚胎移植。阶段才能进行胚胎移植。(5)在此基础之上，通过在此基础之上，通过_技术可以提高胚胎利用率，技术可以提高胚胎利用率，获得更多遗传物质相同的犊牛。获得更多遗传物质相同的犊牛。解析解析本题考查胚胎移植的基本程序及相关操作的原理。在本题考查胚胎移植的基本程序及相关操作的原理。在胚胎移植过程中，通过注射促性腺激素促进供
40、体母牛超数排胚胎移植过程中，通过注射促性腺激素促进供体母牛超数排卵；卵子只有发育到减数第二次分裂中期时才具有受精能力；卵；卵子只有发育到减数第二次分裂中期时才具有受精能力；“冲卵冲卵”实质上是将早期胚胎从供体母牛子宫内冲出；胚胎实质上是将早期胚胎从供体母牛子宫内冲出；胚胎移植的时期是桑椹胚或囊胚阶段；通过胚胎分割技术一方面移植的时期是桑椹胚或囊胚阶段；通过胚胎分割技术一方面能够提高胚胎的利用率，另一方面能够获得更多遗传物质相能够提高胚胎的利用率，另一方面能够获得更多遗传物质相同的犊牛。同的犊牛。答案答案(1)促性腺激素促性腺激素(2)减数第二次分裂的中期减数第二次分裂的中期(3)早期胚胎早期胚
41、胎(4)桑椹胚或囊胚桑椹胚或囊胚(5)胚胎分割胚胎分割1.(2011浙江高考浙江高考)培培育育“试管山羊试管山羊”的基本过程如下图所示。的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是若要培育成功，下列叙述正确的是()。胚胎发育过程与胚胎工程胚胎发育过程与胚胎工程 A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵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丁过程中早期胚胎
42、需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内解析解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。受精是在获能溶液或专门的受精溶液中胞结合，完成受精作用。受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行；丁过程是胚胎移进行，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行；丁过程是胚胎移植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之
43、继续发育。内使之继续发育。答案答案A2(2012山东理综，山东理综，35)毛毛角蛋白角蛋白型中间丝型中间丝(KIF)基因与基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF基因的高绒质基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。绒山羊的简单流程如图。(1)过程中最常用的运载工具是过程中最常用的运载工具是_，所需要的酶是限，所需要的酶是限制酶和制酶和_。(2)在过程中，用在过程中，用_处理将皮肤组织块分散成单个成处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气的气体环境中，体环境中，CO2的作用是的作用是_
44、。(3)在过程中，用在过程中，用_处理以获取更多的卵处理以获取更多的卵(母母)细胞。细胞。成熟卵成熟卵(母母)细胞在核移植前需要进行细胞在核移植前需要进行_处理。处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是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。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎。技术可获得较多胚胎。解析解析此题综合考查基因工程、细胞工程、胚胎工程等知识。此题综合考查基因工程、细胞工程、胚胎工程等知识。(1)构建基因表达载体时，一般需用同一种限制酶切割目的基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，以产生相同黏性末端，并用因和载
45、体，以产生相同黏性末端，并用DNA连接酶连接成重连接酶连接成重组表达载体。常用的载体是质粒。组表达载体。常用的载体是质粒。(2)利用胰蛋白酶或胶原蛋利用胰蛋白酶或胶原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，需将细胞置于细胞置于5%CO2的气体环境中，的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的的作用是维持培养液的pH。(3)运用超数排卵法可获得更多的卵母细胞，常用的激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或促滤泡素。成熟卵细胞在核移植前要进行素是促性腺激素或促滤泡素。成熟卵细胞在核移植前要进行去核处理。去核处理。(4
46、)核移植时获得的重组细胞经过早期胚胎培养，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，可以使用胚胎分割法。可以获得早期胚胎。为获得更多胚胎，可以使用胚胎分割法。答案答案(1)质质粒粒DNA连接酶连接酶(2)胰蛋白酶胰蛋白酶(或胶原蛋白酶或胶原蛋白酶)维持培养基维持培养基(液液)的的pH(3)促性腺激素促性腺激素(或促滤泡素，孕马血或促滤泡素，孕马血清清)去核去核(4)(早期早期)胚胎培养胚胎分割胚胎培养胚胎分割3(2010山东理综，山东理综，35)胚胚胎工程是一项综合性的动物繁育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。下图技术，可在
47、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。是通过胚胎工程培育试管牛的过程。胚胎工程的应用胚胎工程的应用(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是的是_；从良种公牛采集的精子需；从良种公牛采集的精子需_后才能进后才能进行受精作用。行受精作用。(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼以维持细胞呼吸外，还需要提供吸外，还需要提供_气体以维持气体以维持_。(3)图中过程图中过程A称为称为_，它在胚胎工程中的意义在于，它在胚胎工程中的意义在于_。(4)研制
48、能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获；获得转基因母牛后，如果得转基因母牛后，如果_即说明目的基因已经表达。即说明目的基因已经表达。解析解析本题综合考查胚胎工程和基因工程的知识。本题综合考查胚胎工程和基因工程的知识。(1)人工采人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外体外培养受精卵所
49、需气体主要有培养受精卵所需气体主要有O2和和CO2，O2是细胞代谢必需的，是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持培养液的的主要作用是维持培养液的pH稳定。稳定。(3)把早期胚胎移把早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)基因工程中把目的基因导入基因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。答案答案(1)使使卵母细胞成熟卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力或：使卵母细胞获得受精能力)获能获能(2)CO2培养液培养液(基基)的的pH(3)胚胎移植提高优良母胚胎移植提高优良母畜的繁殖率畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
