1、第二节第二节 胚胎干细胞的研究及其应用胚胎干细胞的研究及其应用 第第 1 课时课时 胚胎工程、体外受精及胚胎的早期培养胚胎工程、体外受精及胚胎的早期培养 课后分层训练 (时间：30 分钟) 对点强化 强化点 1 体外受精 1.下列关于卵细胞采集的叙述中错误的是( ) A.有些动物在采集时要用促性腺激素处理 B.从输卵管中取出的成熟卵子，可直接与获能的精子在体外受精 C.对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞 D.在卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子在体外受精 解析 对于实验动物如小鼠，以及家畜猪等，采用的主要方法是用促性腺激素处 理，使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获
2、能的精子在体外 受精，A、B 正确；对于大家畜或大型动物，可以直接从活体动物的卵巢中吸取 卵母细胞， 采集的卵母细胞都要在体外进行人工培养后， 才能与获能的精子受精， C 正确，D 错误。 答案 D 2.体外受精所用的卵子是( ) A.初级卵母细胞 B.M期卵母细胞 C.M期卵母细胞 D.完成减数第二次分裂后的卵细胞 解析 实际上，体外受精所用的卵子和体内受精的卵子所处状态相同，均为 M 期卵母细胞。 答案 C 3.哺乳动物体外受精的过程是( ) 采卵 收集精子 卵母细胞的人工培养 精子获能处理 精子和成熟 卵子在受精溶液中共同培养 精子用 CaCl2处理 卵母细胞用一定浓度肝素 溶液处理 体
3、外受精 受精卵培养 A. B. C. D. 解析 哺乳动物体外受精的过程主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和 获能、受精等几个步骤。CaCl2溶液是用来处理细菌，使其处于感受态以利于基 因表达载体的导入的；肝素溶液是精子获能的培养溶液。 答案 B 4.如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( ) A.过程获取的卵母细胞需镜检，若其成熟才可用于过程 B.获取的精子经获能后才能进行体外受精 C.过程体现了细胞膜的流动性特点和识别功能 D.过程体现了细胞的全能性 解析 过程获取的卵母细胞需镜检，观察到卵母细胞处于 M中期时才具有受 精能力，才可用于过程，A 正确；在进行体外受精时，
4、获取的精子需获能后才 能进行体外受精，B 正确；图中的过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识 别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等，C 正确；从图示看，过 程培育的结果是形成桑椹胚而不是完整个体，因此还不能体现细胞全能性，D 错 误。 答案 D 5.体内受精、体外受精、人工授精的共同点是( ) A.均需在输卵管完成受精 B.均需采集卵母细胞 C.均需采集精液 D.受精前精子均需获能 解析 体外受精在体外专门的受精溶液中进行，A 错误；体内受精和人工授精都 不需要采集卵母细胞，B 错误；体内受精不需要采集精液，C 错误；任何形式的 受精作用过程中，精子都需要获能，D 正确。 答案 D
5、 强化点 2 早期胚胎培养及试管动物 6.下列关于动物早期胚胎培养的叙述，错误的是( ) A.早期胚胎培养的培养液成分通常含有血清 B.培养液的成分中需添加维生素、生长素、氨基酸等 C.动物因种类不同，进行胚胎移植时早期胚胎所处阶段不同 D.动物早期胚胎培养需保证适宜的温度和 pH 解析 动物细胞培养和早期胚胎培养的培养液成分通常含有血清，A 正确；早期 胚胎培养的培养液成分中需添加维生素、激素、氨基酸等，而生长素属于植物激 素，B 错误；动物因种类不同，进行胚胎移植时早期胚胎所处阶段不同，有的在 桑椹胚阶段，有的在囊胚阶段，C 正确；动物早期胚胎培养需保证适宜的温度和 pH，D 正确。 答案
6、 B 7.体外受精和早期胚胎培养均用到培养液，下列生理过程所用培养液错误的是 ( ) A.精子获能，用一定浓度的肝素溶液 B.受精作用，用获能溶液或专用的受精溶液 C.胚胎的早期培养，用发育培养液 D.卵母细胞成熟培养，用钙离子载体 A23187 溶液 解析 钙离子载体 A23187 溶液是精子获能溶液，D 错误。 答案 D 8.下列关于胚胎工程的叙述，错误的是( ) A.精子获能方法有培养法和化学诱导法 B.防止多精入卵受精的两道屏障有透明带反应和顶体反应 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 解析 精子获能可用
7、获能液培养，也可以用化学药物诱导精子获能，A 正确；防 止多精入卵受精的两道屏障有透明带反应和卵细胞膜反应，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，以满足动物细胞分裂、生长的需 要，C 正确；试管婴儿技术在体外完成受精过程，通过早期胚胎培养和胚胎移植 获得新个体，D 正确。 答案 B 9.下列有关试管动物的说法正确的是( ) A.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植 B.卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程 C.试管婴儿技术让无法产生生殖细胞的夫妇得到自己的孩子 D.试管动物的繁殖方式为无性生殖 解析 试管牛所采用的技术中包含体外受精、胚胎移植，但不包
8、含克隆技术，A 错误；冲出的卵子还不成熟，只有培养至减数第二次分裂中期时，才具有与精子 受精的能力，因此卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，B 正确；获得自 己亲生孩子的前提是夫妻必须能产生生殖细胞， 否则就不能获得自己的亲生孩子， C 错误；试管动物主要的技术流程是体外受精早期胚胎培养胚胎移植，所以 为有性生殖的生殖方式，D 错误。 答案 B 10.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是( ) 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母细胞 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
9、 解析 试管动物技术能够将优良品种的雌雄生殖细胞体外受精并发展成一个个小 胚胎，然后将这些小胚胎移植到普通个体子宫内“借腹怀胎”，从而实现家畜的 快速繁殖，也能够解决动物生育率低的问题。 答案 D 11.体外受精技术又称试管婴儿技术，第一代试管婴儿的操作流程如图所示。请分 析回答： (1)将收集的精子放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是 。 (2)超数排卵技术的处理措施是对母体注射 。从母体内获得的卵 母细胞需要培养到 (时期)才能与精子结合。 (3)受精过程中防止多精入卵的生理反应包括 反应和 反应。 (4)在整个实验过程中，要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作，这是为了 防止 。
10、 (5)进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生 素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和 。 解析 (1)精子在一定浓度肝素溶液中培养后可以获得受精能力。 (2)超数排卵处理 一般需向母体注射促性腺激素。从母体内获得的卵母细胞不能立即用于受精。要 在体外经人工培养至减数第二次分裂中期才能进行受精作用。(3)防止多精入卵的 生理反应包括透明带反应和卵细胞膜反应。(4)实验过程需要在严格的无菌条件下 进行的原因是杂菌感染可能导致培养物迅速死亡，使实验失败。(5)早期胚胎体外 培养时，加入血清可模拟人体的内部环境。 答案 (1)诱导精子获能 (2)促性腺激素 减数
11、第二次分裂中期 (3)透明带 卵细胞膜 (4)微生物感染 (5)血清 综合强化 12.中科院动物研究所研究小组已培育出中国首例转基因猕猴， 这一研究成果标志 着中国科学家在灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。如图是转基因猕 猴培育过程示意图，据图回答： (1)过程表示 ，该过程用到的酶有 。 (2)过程中常用 技术将目的基因导入受精卵。 (3)如果过程在体外进行，那么卵母细胞需要培养到 期；精子需要进 行 ，常用的处理方法有 。 (4)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 CO2气体以维持 。 (5)根据图示可判断，此种繁殖方式是 生殖。 解析 (1)过
12、程表示构建基因表达载体， 该过程需要用到限制酶和 DNA 连接酶。 (2)过程表示将目的基因导入受体细胞，当受体细胞是动物细胞(受精卵)时，常 采用显微注射法。(3)如果过程在体外进行，需要将所采集到的卵母细胞在体外 培养到减数第二次分裂中期，才可以与精子完成受精作用；对精子进行获能处理 的方法包括培养法和化学诱导法。(4)动物细胞培养时需要一定的气体环境，除了 给予一定量的 O2以维持细胞呼吸外，还需要提供 CO2气体以维持培养液的 pH。 (5)根据图示有两性生殖细胞的结合可以判断，此种繁殖方式属于有性生殖。 答案 (1)构建基因表达载体 限制酶和 DNA 连接酶 (2)显微注射 (3)M
13、中 获能处理 培养法或者化学诱导法 (4)培养液的 pH (5)有性 13.如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题： (1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是 技术，这 两种动物繁殖方式相比，实质性的区别为前者是 ，后者是 。 (2)采集精子的方法有 、 、 ；对牛的精子进行获能处理 使用的方法一般是 。 (3) 为 保 证 受 精 作 用 的 顺 利 完 成 ， 需 要 给 体 外 培 养 的 生 殖 细 胞 提 供 、 、 、 等合适的环境条件。哺乳动物胚胎 的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、 激素、氨基酸、核苷酸以及 等
14、物质。 (4) 受 精 卵 形 成 之 后 ( 能 / 不 能 ) 立 即 移 入 母 体 子 宫 的 原 因 是 _。 进行胚胎体外培养时，对不同发育阶段的胚胎使用的培养液成分 (相同/ 不同)。 (5)如果培育转基因荷斯坦奶牛，可采用 技术将药用蛋白基因导入到 中，在检测受体细胞的染色体 DNA 上是否插入了目的基因时，常采用的方法是 技术，根据是否显示出杂交带进行判断。 解析 (1)克隆动物特有的技术是核移植技术，为无性生殖；而题图所示的繁殖过 程具有精卵结合形成受精卵的过程，应为有性生殖。(2)(3)采集精子的方法包括假 阴道法、手握法、电刺激法，对精子进行获能处理的方法包括培养法、化
15、学诱导 法，前者适用于啮齿动物、家兔和猪；后者适用于牛、羊等家畜。早期胚胎的培 养过程中，培养液中需加入动物血清。(4)受精卵形成后一般不能进行移植，一般 移植的是早期胚胎，常在胚胎发育过程中的囊胚或桑椹胚时期进行胚胎移植。一 般胚胎发育的不同阶段使用的培养液成分不同。(5)将目的基因导入动物细胞常用 的技术是显微注射技术， 受体细胞通常是受精卵， DNA 分子杂交技术可用于检测 目的基因是否插入受体细胞的染色体 DNA 上。 答案 (1)核移植 无性生殖 有性生殖 (2)假阴道法 手握法 电刺激法 化 学诱导法 (3)温度 pH 溶液浓度 营养成分 动物血清 (4)不能 要检查受 精状况和受
16、精卵的发育能力 不同 (5)显微注射 受精卵 DNA 分子杂交 14.控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技 术是有效的性别控制方法。例如，牛的含 X 染色体的精子的 DNA 含量比含 Y 染 色体的精子的 DNA 含量高出 4%左右，利用这一差异，人们借助特殊仪器将它们 分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图所示)。 根据以上信息回答下列相关问题： (1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下 和 受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。 (2)图中过程采集精子时，常采用 法，获得的精子经 处理后才
17、能受精。 (3)图中过程通常采用 技术。在这个过程中，精子与卵子相遇时，首先 发生 反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵 的生理反应有 。 (4)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请 举出一种对早期胚胎进行性别鉴定的方法： 。 解析 (1)试管动物的产生是通过人工操作获取精子和卵子，使它们在体外条件下 成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，经胚胎移植而产生后代。(2)采集精 子的主要方法有三种：手握法、假阴道法、电刺激法。对于牛来说，常采用的方 法是假阴道法，且采集后的精子需放到化学药物中进行获能处理。(3)精子和卵子 受精时发生一些重要
18、的生理反应，如顶体反应、透明带反应、卵细胞膜反应，其 中后两者是防止多精入卵的主要生理过程。(4)培育试管动物时可以有选择性地获 得所需性别的后代，需对早期胚胎进行检测。 答案 (1)成熟 (2)假阴道 获能 (3)体外受精 顶体 透明带反应和卵细胞膜反应 (4)分析胚胎细胞的染色体组型(其他答案合理也可) 15.根据下面的资料回答问题： 1999 年 4 月 23 日 9 晚时，在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴， 她是我国首例第三代试管婴儿，父母身体健康。婴儿的母亲 7 年前生下一男婴， 孩子一岁后发病，最后死于脑出血；5 年后，她第二次怀孕六个月时，到医院抽 羊水及脐带血诊断，
19、发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，遂引产。夫妇二人最 后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。 医生培养了 7 个可做活体检查的胚胎， 并抽取每个胚胎的 l2 个细胞进行检查后，选择了 2 个胚胎进行移植，最后 l 个 胚胎移植成功。 (1)试管婴儿技术作为现代生物技术与母亲正常怀孕、生产的过程相比，相同之处 是 ， 不 同 点 在 于 。 (2)血友病的遗传方式为 ， 如果用 B、 b 分别表示血友病基因或正常基因， 则其父亲、 母亲的基因型分别是 和 。 如果该夫妇再生一男孩， 患血友病的概率是 。 (3)医生抽取活体胚胎的 12 个细胞后，可通过观察 判断早期胚胎的性 别， 你认为医生应选用 性胚胎进行移植， 原因是 ， 应用现代生物技术，现在人们已能够选取最理想的胚胎，其基因型应该 是 。自然状态下，出现这样胚胎的概率是 。该实例体现了 现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。 答案 (1)都通过有性生殖产生，在母体子宫内发育形成胎儿 受精作用发生在体 外，并在体外发育成早期胚胎后进行胚胎移植 (2)伴 X 染色体隐性遗传 XBY XBXb 1/2 (3)染色体组成 女 男性胎儿可能从母亲获得 b 基因，患病可能性为 50%，女性 均正常 XBXB、XBY 1/2
