专题三胚胎工程选修3.3

(4)如何选择用于体外培养的卵母细胞 在选择卵母细胞时，无论用哪种方法采集到的卵母细胞， 外围一般都应该有数层卵丘细胞所包围，形成一个叫卵丘复合 体的结构。此结构对于卵母细胞在体外条件下的成熟是十分重 要的。在对家畜体外受精的操作中，一般把未成熟的卵母细胞 分成 A、B、C、D 四级。对 A 级卵母细胞要求是有 3 层以上的 卵丘细胞包围， 卵母细胞的细胞质均匀； 级是少于 3 层卵丘细 B 胞， 但卵母细胞质要均匀； 级为没有卵丘细胞包围的卵母细胞， C 又称裸卵，培养效果很差；D 级是退化或死亡的卵母细胞，应 淘汰。A、B 两类卵母细胞培养效果较好。
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A．胚胎细胞达到 32 个左右，形似桑椹 B．每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞 都具有全能性 C． 良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相 同的小牛，性别一定为雌性 D．是由受精卵经有丝分裂产生的
【答案】C
【解析】考查桑椹胚的概念及特点。当胚胎细胞数目达到 32 个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹，叫做桑椹胚。 实验证实，这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的 潜能，属于全能细胞。这些细胞都是由受精卵经有丝分裂产生 的。故 A、B、D 正确，良种母牛体内桑椹胚是由受精卵发育而 成，受精卵经有丝分裂形成的各细胞基因型相同，由它们克隆 而成的小牛性别也相同，但不一定都是“母牛”(或雌性)。
(4)哺乳动物桑椹胚和囊胚的主要特点 桑椹胚的细胞数在 32 个左右，细胞排列致密，形似桑椹， 由具有发育全能性的细胞构成。 囊胚则出现细胞分化，聚集于一端个体较大的细胞为内细 胞团，将发育为胎儿本身；沿透明带内壁扩展和排列的个体小 的细胞为滋养层细胞，将发育为胎膜和胎盘，为胎儿发育提供 营养。
考点二
考点三 体外受精和早期胚胎培养 现有 A 和 B 两个肉牛品种，A 品种牛的细胞组成可 表示为 A 细胞核、A 细胞质，B 品种牛则为 B 细胞核、B 细胞 质。
(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由 A 细胞核和 B 细胞 质组成，基本步骤是，从 A 品种牛体内取出体细胞，进行体外 细胞核 培养。然后再从培养细胞中取出________注入 B 品种牛的
(3)“精子获能”现象是如何发现的及其意义 美籍华人生殖生物学家张明觉在做兔的体外受精试验时， 发现只有从母兔生殖道内取出的精子才能在体外与卵子受精， 而取自附睾的精子不能在体外完成受精，说明精子在受精前需 先在母兔人们很快弄清了精子获能的机理，并找到了精 子在体外获能的物质，实现了体外受精。
(3)卵母细胞采集的方法和操作的要领 对实验动物小鼠、兔和小家畜猪、羊等卵母细胞采集时， 可先用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后在适当的 时间从输卵管冲取卵子，并使其直接与获能的精子在体外受精。 第二种方法是从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵 巢中采集卵母细胞。
还可以直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞，叫活体采 卵。需借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜，直接从活的动物 卵巢中吸取卵母细胞。 后两种方法适用于大家畜和大动物。采集的卵母细胞需在 体外培养成熟后才能与获能的精子受精。
(2)为什么说胚胎分割技术也是动物克隆的方法之一？ 生物的无性繁殖方式统称为克隆。就胚胎分割技术本身而 言，是将同一胚胎分割成几部分，借助胚胎移植技术产生遗传 物质完全相同的后代，是一种无性繁殖的方式，因此，也属于 动物克隆的一种方法。
(3)为什么胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植 的成功率也越低？ 早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者， 细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割， 每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞 所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越 大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降 低。
解析 (1)动物克隆过程的实质是： 从体外培养的体细胞中取 出细胞核，放入去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新 的胚胎，这个胚胎在“代孕”妈妈的子宫内，最终发育成克隆 动物个体。 (2)一般情况下，像牛这样的经济动物，母畜只是在发情期 排卵，一旦受孕就不再排卵了，而且一年只能产 1～2 个幼仔， 因此从生产的角度来说，自然排卵的数量是不足的。从激素作 用的角度看，适量注射促性腺激素可以促进母畜排卵。
考点一 精子、卵细胞的发生和受精 判断卵子是否受精的标志是( ) A．当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到一个极体时 B．当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 C．当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到三个极体时 D．当卵黄膜和透明带的间隙中极体消失时
解析 本题考查的是卵子完成受精特征。本知识内容为识记 内容，当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明 卵子已受精。
先有丝分 1 个卵细 裂，后减 胞，3 个 数分裂 极体
否
(2)排卵的特点 雌性动物卵巢的排卵是指卵子从卵泡中排出，排出的卵子 并未成熟，且不同的动物排出卵子的成熟程度不同，有的可能 是初级卵母细胞，如马、犬等，有的可能是次级卵母细胞，如 猪、羊等，但只有达到减数第二次分裂中期，才具备与精子受 精的能力。一般情况下，卵子排出后 2～3 h，才能被精子穿入。
考点一
体内受精和早期胚胎发育 子细胞 数目 4个 精子 细胞 是否 变形 是
(1)精子和卵子的发生比较 开始 细胞增 场所 时间 殖方式 睾丸的 先有丝分 精 初情 曲细精 裂，后减 子 期以后 管 数分裂 卵 子 卵巢输 卵管 性别 分化 以后
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， 而精子形成 是从初情期 开始的
电刺激法是采用特制的电极伸入动物的直肠直接刺激位于 腰荐部的射精中枢引起射精，此方法只适用于野生或某些经济 动物。 此外，对于啮齿类的实验动物可在处死后，从附睾尾收集 精液。
考点三
胚胎工程的应用及前景
(1)为什么哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时 间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的？ 因为哺乳动物发情排卵后，不管雌性动物妊娠与否，都会 产生黄体，并维持一段时间，称为黄体期。在这段时间里，同 种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供体 胚胎移入受体子宫内继续发育提供了相同的生理环境。
目前，这项技术已被广泛应用到男性不育的治疗，并取得 了显著的效果。至今，全球已生下显微受精的试管婴儿数千名。 但目前这项技术还不够成熟，受精和发育率还比较低，整体效 率不高，有许多问题正在深入研究之中，以促进该技术更普遍 地运用于动物生产和人类不孕症的治疗。
(2)“试管牛”工厂化生产的技术流程图解
解题技巧：本题围绕动物克隆的原理、基本过程进行设计， 复习时要认真识记克隆体外受精的过程， 理解其原理和理清克 隆的几个主要步骤。
跟踪训练3 下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析 回答问题。 (1)进行小鼠胚胎工程操作时， 首先在光控周期下(光照 14 h， 黑 暗 10 h) 饲 养 成 年 雌 鼠 ， 并 注 射 促 进 性 腺 激 素 ， 目 的 是 促进排卵(或超数排卵) _____________________。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一 定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下 使精子获能 培养一段时间，目的是______________。再在 37 ℃，5 %CO2 条件下，精卵共同作用 4 h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下 观察胚胎的变化，第 5 天可以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩 囊胚 大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎________期开始的标志。
解析 细胞分化并非遗传物质的改变，而是基因的选择性表 达的结果，即转录水平上的调控。
答案 C
解题技巧：桑椹胚和囊胚及整个个体发育过程中，进行着 细胞的分裂和分化。从受精卵开始，细胞进行的分裂均为有丝 分裂，这是本题的解题主线；另外在复习时要注意早期胚胎发 育的特点。
跟踪训练2 以下关于桑椹胚的说法不正确的是(
(3)体细胞克隆动物如克隆羊、鼠、兔、牛的相继问世，证 明了动物的细胞核具有全能性。生物的性状是由遗传物质决定 的，因此克隆牛的性状主要表现提供细胞核动物的特征。 杂交牛是精子和卵子结合形成的受精卵发育而成的，因此 其细胞核的遗传物质来自 2 个亲本。从受精作用的过程来看， 受精卵的细胞质应属于卵子的。由于克隆牛的遗传物质来自一 个亲本，而杂交牛的遗传物质来自两个亲本，因此一般来说， 其组成是不同的。
去核 __________卵母细胞，经过某处刺激和培养后，可形成胚胎， 重组胚胎 该 胚 胎 被 称 为 ____________ ， 将 该 胚 胎 移 入 代 孕 母 牛 的 子宫 ________中，通过培育可达到目的。
(2)一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一 不足 是 卵 母 细 胞 的 数 量 ________ ， 为 解 决 这 一 问 题 ， 可 以 用
(5)采集精子的方法及其具体要求 主要分为假阴道法、手握法和电刺激法。 假阴道法是用特制的假阴道，满足雄性动物交配时对压力、 温度和润滑度的要求。同时要配备有与供精动物相适应的台畜， 训练动物爬跨台畜，借假阴道收集精液。 手握法是通过徒手或戴乳胶手套的手，直接把握雄性动物 阴茎，施以适当压力和刺激即可引起射精，并可收集富含精子 部分的精液。
促性腺 ____________激素处理 B 品种母牛。 动物体细胞核 (3)克隆牛的产生说明_______________具有全能性。克隆牛
A 的性状主要表现________品种牛的特征。由 A、B 两品种杂交得 两 到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自________
雌 个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传 不同 物质组成________(填“相同”或“不同”)。
答案 B
解题技巧：本题考查了哺乳动物体内受精的规律，难度不 大，要求认真识记其中的内容，并能进行再现。在高考复习过 程中，对精子和卵子的产生的重要区别要进行认真的比较，一 是卵泡的形成和在卵巢内的储备；二是精子的发生过程的两次 分裂是连续的，场所是唯一的，而卵子的发生过程的两次分裂 是不连续的，场所分别在卵巢和输卵管两处。