1、章末总结章末总结 知识建网 要语必背 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
2、割。 8胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。 一、克隆动物、试管动物、转基因动物的异同(以羊为例) 名 称 产生过程 不同点 相同 点 生物 技术 遗传物质 遗传性状 生殖 方式 克 隆 羊 核移植 技术 A 羊核基 因，B 羊质 基因 几乎全部 表现 A 羊 性状 无性 生殖 胚胎 移植 技术、 动物 细胞 培养 技术 试 管 羊 体外 受精 A、B 羊核 基因，B 羊 质基因 双亲 性状 有性 生殖 转 基 因 羊 DNA 重组 技术 目的基因、 双亲基因 目的基因 性状、 双亲 性状 有性 生殖 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
3、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，下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 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。 (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
4、)重组细胞 2 的特点是_ _。 (6)早期胚胎培养在发育培养液中，培养液的成分比较复杂，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 (1)D (2)基因工程 核移植 (3)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 (4)细胞核内的 DNA 分子中含有人体血清白蛋白基因 (5)细胞 核与去核卵母细胞重组，具备发
5、育成胚胎的可能 (6)维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物 血清 (7)雌 相同 (8)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 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。 (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
6、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 _。 将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_ _(填“显微注射法”或“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_(填“受精卵”或“乳腺细胞”)。 答案 (1)早期胚胎培养 胚胎移植 (2)获能 第一极体 (3)促性腺激素(其他合理答案也可) (4)获取目的基因 导入目的基因 检测和鉴定目的基因 显微注射法 受精卵 解析 (1)“试管牛”是通过在
7、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，在母体内发育和产出牛的过程。(2)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。(3)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。(4)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。 二、胚胎工
8、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，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。 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
9、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_。 (2)在过程中， 用_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 5%CO2的气体环境中，CO2的作用是_。 (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。 (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。 答案 (1)质粒 DNA 连接酶 (2)胰蛋白酶 维持培养基(液)的 pH (3)促性腺激素 去核 (4)(早期)胚胎培养 胚胎分割 解析 (1)构建基因表达载体时，一般需用同一种限制酶
10、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。(2)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。(3)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。(4)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。 例 4 随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术 研究及应用的相关情况，供体 1 是良种荷斯坦高产奶牛，供体 2
11、是健康的黄牛，请据图回答 下列问题： (1)应用 1 中获得的良种小牛，遗传物质来源于_个体，性别为_。 (2)在应用 2、3、4 中，若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 _。 (3)应用 3 可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将 _均等分割，否则将影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需 从_细胞取样做 DNA 分析。 (4)应用 4 中细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中除需 要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外，营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维 生素、核苷酸，还要加入_； 向
12、培养液中通入 95%空气和 5%二氧化碳，空气中的氧气参与细胞的代谢，二氧化碳可以维 持培养液的_。 答案 (1)供体1和供体2 雌性 (2)获能 (3)内细胞团 滋养层 (4)动物血清(或血浆) pH 解析 (1)应用 1 属于核移植技术，其中重组细胞的细胞核来自供体 1、细胞质来自供体 2， 所以良种小牛的遗传物质来自供体 1 和供体 2，其中控制性别的基因位于细胞核中，所以良 种小牛的性别与供体1(母牛)相同。 (2)只有获能的精子才能与成熟的卵母细胞完成受精作用。 (3)胚胎分割时，囊胚期的内细胞团应均等分割，这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。从滋 养层细胞取样做 DNA 分析可鉴定性
13、别。 (4)培养动物细胞时， 培养液中还应加入血清或血浆。 向培养液中通入 CO2可维持培养液 pH 的稳定。 1下图表示精子入卵后，发生(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 B 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
14、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，D 正确。 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 Ca 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 A 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。 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 答案 C 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， 而植物组织培养用的是固体培养基，D 项错误。 4下列有关胚胎干细胞的说
16、法不正确的是( ) A利用干细胞治疗某些顽疾，因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能 B在功能上，胚胎干细胞具有发育的全能性 C用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥反应 D异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变 答案 C 解析 胚胎干细胞体外培养，可以被诱导分化成人造组织器官用于器官移植，也可移植胚胎 干细胞修复坏死、退化的组织细胞。骨髓移植必须进行配型实验，即使是配型合适的骨髓， 移植造血干细胞后也会有排斥反应，只是排斥反应较小而已。异体骨髓移植，受体的血细胞 来自异体骨髓造血干细胞的增殖，故血型有可能发生改变。 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
17、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 D 解析 结合题意和图解信息，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
18、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 B 解析 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 C 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
19、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 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。 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
20、生殖，后者属于无性生殖 答案 C 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。 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
21、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，捐献者在取卵前通常需要注射_激素，促使一 次有更多的卵泡发育。 (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_。 (3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要_和_等技术。 (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。 答案 (1)促性腺 (2)M中 维持培养液的 pH (3)早期胚胎培养 胚胎移植 (4
22、)能 不能 1/2(或 50%) 解析 (1)要进行超数排卵需要注射促性腺激素。(2)重组细胞培养到减数第二次分裂中期 (M中期)才具有受精能力，培养液中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早期胚胎培养和胚胎移植等技术，才能进行正常发育。(4)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 来自母亲提供的细胞核，1/2 来自父亲提供的细胞核。 10 随着我国“全面二胎”政策的实施， 一些高龄夫妇借助试管婴儿技
23、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”。 (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。 答案 (1)卵母细胞的采集 精子的获取 (2)发育 囊胚 透明带 (3)人绒毛膜促性腺激素 骨髓瘤 两次