1．体外受精
（1）卵母细胞的采集和培养
（2）精子的采集和获能
（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。
2．胚胎的早期培养
（1）目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。
（2）培养液成分巧记
（3）胚胎处理：向受体移植或冷冻保存。
3．胚胎工程的应用及前景
（1）胚胎移植
①地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。
②过程
③意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。
（2）胚胎分割
①材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。
②实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性生殖即克隆。
③分割要求：对囊胚分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
（3）胚胎干细胞
①来源：早期胚胎或原始性腺。
②特点：形态上，体积小、核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。学科&网
考向一 体外受精过程分析
1．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．获取的精子经获能后才能进行体外受精
B．②过程只与细胞膜的流动性有关
C．③过程的细胞增殖方式是有丝分裂
D．④过程属于胚胎移植过程
【参考答案】B
技法提炼
1．人工授精和体外受精的比较
| 比较项目 | 人工授精 | 体外受精 |
| 概念 | 人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程 | 体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术 |
| 场所 | 母畜的生殖道内 | 体外 |
| 过程 | 人工采精→检查与储存精液→人工授精(用人工的方法将精液注入正在发情的母畜生殖道中) |  |
| 胚胎发育场所 | 受精卵的形成和胚胎发育场所在母畜体内 | 受精卵的形成和早期胚胎发育在体外，胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内 |
2．克隆动物和试管动物的异同
（1）试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。
（2）试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。
（3）试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。
（4）试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。
（5）获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。
2．试管婴儿技术给众多因身体原因而不能自然受孕的家庭带来了福音。培育试管婴儿首要做的是体外受精和早期胚胎的培养。回答下列问题：
（1）一般需对做试管婴儿的女性注射__________激素，使其排出更多的卵子。
（2）获能的精子和培育成熟的卵子，一般情况下都可以在__________或__________中完成受精作用。
（3）当获能的精子与卵子相遇时，首先发生__________反应，引起相关酶的释放该酶能溶解__________之间的物质。受精时防止多精入卵的生理反应有__________。
（4）培育早期胚胎时，需用的培养液成分比较复杂，除了一些__________外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在__________个细胞阶段移植。
【答案】（1）促性腺
（2）获能溶液 专用的受精溶液
（3）顶体 卵丘细胞 透明带反应和卵细胞膜封闭作用
（4）无机盐和有机盐类 8~16
【解析】（1）对女性注射促性腺激素可以促进其超数排卵，因此能排出更多的卵子。（2）精子获能后可以在获能溶液或专用的受精溶液中与培育成熟的卵子完成受精作用。（3）受精时，首先发生顶体反应，释放顶体酶，溶解卵丘细胞间的物质；在受精作用过程中，透明带反应和卵细胞膜封闭作用可以防止多精入卵。（4）早期胚胎培养的培养基成分包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质；不同动物胚胎移植时间不同，例如牛和羊一般要培养到桑椹胚阶段和囊胚阶段才进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，而人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在8~16个细胞阶段移植。
考向二 早期胚胎培养和胚胎移植的条件和过程分析
3．牛胚胎移植试验的主要流程如下，下列相关叙述正确的是
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→⑥子代小牛
A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵母细胞并完成减数分裂
B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D．⑤过程成功率的高低主要取决于供、受体生理状况是否一致
【参考答案】D
解题技巧
胚胎的早期培养的培养液与动物细胞培养液成分的比较
（1）区别
| 项目 | 动物胚胎培养液 | 动物细胞培养液 |
| 盐类 | 无机盐、有机盐 | 无机盐、微量元素 |
| 营养物质 | 氨基酸、核苷酸 | 糖、氨基酸 |
| 调节物质 | 维生素、激素 | 促生长因子 |
| 特有成分 | 血清 | 血清、血浆 |
胚胎的早期培养与动物细胞培养所用的培养液类似，但是二者所依据的原理和培养目的不同。
（2）巧记方法：胚胎早期培养的培养液成分巧记为两“盐”、两“素”和两“酸”。两“盐”：无机盐和有机盐；两“素”：维生素和激素；两“酸”：氨基酸和核苷酸。另外还有水和血清等。
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__________，得到的卵母细胞需要发育至__________________时期才能受精。
（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基的__________。
【答案】（1）供体1和供体2 雌性
（2）获能 减数第二次分裂中期(或答MⅡ中期)
（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，供体1主要提供细胞核，供体2主要提供细胞质(有细胞质基因)，所以小牛的遗传物质来自于供体1和供体2，且性别由供核的良种荷斯坦高产奶牛(雌)决定。（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，使其获能，得到的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂中期才能受精。（3）对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，对胚胎进行性别鉴定取滋养层细胞做DNA分析即可。（4）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，还要加入动物血清(或血浆)。向培养液中通入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基的pH。
考向三 胚胎分割和胚胎干细胞的应用及过程分析
5．对胚胎分割技术的叙述错误的是
A．胚胎分割技术已在多种动物中取得成功B．采用胚胎分割技术产生的同卵多胚胎的可能性是有限的C．经分割产生的同卵双胎是最常见的
D．胚胎分割技术已经不存在任何问题了
【参考答案】D
解题必备
干细胞的分类及特点
| 专能干细胞 | 多能干细胞 | 全能干细胞 | |
| 特点 | 只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞 | 能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整个体 | 能形成机体的所有组织器官、发育成完整个体 |
| 举例 | 上皮组织基底层的干细胞，成纤维细胞 | 造血干细胞 | 胚胎干细胞 |
6．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：
（1）图中c的操作名称是__________，d、f的操作名称是________。
（2）图中用到的激素是__________________，其目的是获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎；图中早期胚胎属于胚胎发育的________期，其中胚胎干细胞来源于________(填数字标号)。
（3）过程h常用的方法是____________。采用__________________________________技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。
（4）图中A、B牛的性别__________________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。
【答案】（1）胚胎分割 胚胎移植
（2）促性腺激素 囊胚 ③
（3）显微注射法 DNA分子杂交
（4）相同
1．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湿度和pH
2．下列关于胚胎分割和胚胎移植的叙述，正确的是
A．胚胎分割时可同时取滋养层细胞进行性别鉴定B．受精卵需发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C．胚胎移植时选用的胚胎都是由受精卵发育而来的
D．胚胎移植前需对供体和受体进行配型以免发生免疫排斥
3．哈佛大学的干细胞研究人员称他们以人类胚胎干细胞作为起点，第一次生成了满足细胞移植和医药用途所需的、能大量生成胰岛素的β细胞，这些细胞在大多数方面都与功能正常的β细胞相当。下列相关叙述不正确的是
A．人体内干细胞数量相对较少，其保留增殖和分化的能力B．β细胞内具有控制胰高血糖素合成的直接模板及相关基因C．胚胎干细胞转化成β细胞时，细胞内的遗传信息不变
D．人类胚胎干细胞在增殖过程中细胞内染色单体数可达到92条
4．下图为哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是
A．①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎B．③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞C．④过程可以在饲养层细胞上培养
D．⑤过程可以直接获得各种效应T细胞
5．下列关于试管动物技术的叙述，正确的是
A．该技术中首先要做的是体外受精和动物细胞培养B．试管动物技术培育动物过程全部在体外进行C．运用该技术繁育后代的过程属于无性生殖类型
D．从输卵管中冲取的卵子直接与获能的精子在体外受精
6．印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如下图所示。下列相关叙述正确的是
A．为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性印度沙漠猫进行处理B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D．为避免代孕猫对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂
7．下图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径。相关叙述错误的是
A．获得动物1的受体细胞通常是受精卵B．动物2体内各体细胞的基因种类相同C．获得动物3的重组细胞具有全能性
D．上述动物的获得均需运用胚胎移植
8．下面是科学家设计的快速繁殖良种奶牛的两种方法，下列叙述错误的是
A．在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到胚胎移植技术B．为了获得更多的卵细胞需要用促性腺激素处理良种母牛BC．良种母牛B与良种公牛C杂交后代的遗传信息与克隆牛G的相同
D．要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是受精卵
9．根据下列有关胚胎工程的示意图，分析回答:
（1）为使A羊超数排卵，向其注射______激素，选择____期的卵母细胞进行体外受精；体外受精前要对B细胞进行_____处理，常用的方法是______法。
（2）将早期胚胎注入D羊子宫内的技术叫____________，D羊被称为____________ (填“供体”或“受体”)；为使D羊的生理状况更适合完成该技术操作，要对D羊进行____________处理以提高成功率。
（3）从早期胚胎分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细胞，这是因为从功能上ES细胞具有____________；若取囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割，要注意将____________均等分割；早期胚胎培养时，培养液中除营养成分外，还需加入____________。
10．曾经分布于东、中非地区的北部白犀数量仅存五头，世界上最后一只幸存的雄性北部白犀“苏丹”已经被切除犀角由4名全副武装的警察24小时守护起来。雌性北部白犀每3年生产一次，每胎仅产1仔。为使这一种群数量恢复，可采用现代生物工程提高北部白犀的生育效率。请回答：
（1）首先对供体雌白犀和受体雌兽进行选择，并用激素进行_____________处理。用_____________激素处理供体雌白犀，然后从_____________中冲取卵子。
（2）体外受精前要对精子进行一定的处理，使其_____________。
（3）体外受精后，应将受精卵移入_____________液中继续培养。
（4）为取得同卵双胎或多胎，可以在胚胎发育的_____________期用机械方法将胚胎分割。具体操作时，用分割针将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的_____________中。
（5）胚胎能成功移植到受体子宫中，原因之一是受体子宫对外来胚胎基本上不发生_____________反应，为胚胎的存活提供了可能。
11．（2018·江苏卷）下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是
A．采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B．体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C．使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D．利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
12．（2017·江苏卷）下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是
A．精子在获能液中于37℃、5% CO2 条件下培养的目的是使精子获能
B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用
C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异
D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
13．(2015·安徽)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图所示。
（1）由过程①获得的A为_________________________________________________________。
（2）在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是___________________________。受体应选用________期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生___________________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为________________________________________________________________________。
1．【答案】B
【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、生长激素、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，有的在囊胚，C正确；动物早期胚胎培养需保证适宜的湿度和pH，D正确。
2．【答案】A
3．【答案】B
【解析】根据干细胞的定义可知，人体内干细胞数量相对较少，其保留增殖和分化的能力，A正确；β细胞指的是胰岛B细胞，该细胞不能合成胰高血糖素，也不存在相关的mRNA（蛋白质合成的直接模板），B错误；胚胎干细胞转化成β细胞是细胞分化的结果，而在细胞分化过程中遗传物质不变，即遗传信息也不会改变，C正确；人类的体细胞内含有23对染色体，处于有丝分裂前、中期的细胞内应含有92条染色单体，D正确。
4．【答案】C
【解析】①过程运用胚胎分割技术可得到多个胚胎，A项错误；③过程应用胰蛋白酶处理囊胚获得干细胞，B项错误；④过程可以在饲养层细胞上培养，C项正确；效应T细胞的产生需要抗原的刺激，D项错误。
5．【答案】D
【解析】试管婴儿技术首先要获取精子和卵细胞，然后进行体外受精，A错误；试管婴儿体外受精发育成早期胚胎后，移植到生物体内发育成新个体，B错误；运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖，C错误；从输卵管中冲取的卵子已经发育到减数第二次分裂，能够直接与获能的精子在体外受精，D正确。
6．【答案】B
【解析】为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性印度沙漠猫进行处理，以使其超数排卵，促性腺激素只能作用于性腺细胞，A错误，B正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵，C错误；代孕猫对植入的胚胎不产生排斥反应，不必注射免疫抑制剂，D错误。学科&网
7．【答案】B
【解析】动物1为转基因动物，受体细胞通常是受精卵，A正确。动物2由于导入外源基因的受体细胞注入到囊胚的某一部位，将来发育成的动物体各部位并不都含外源基因，B错误。动物3为克隆动物，重组细胞能够发育成一个个体，具有全能性，C正确。胚胎移植是胚胎工程其他技术手段的最后一道“工序”，要把早期胚胎培育成一个个体，必须经过胚胎移植，D正确。
8．【答案】C
9．【答案】（1）促性腺 MⅡ 获能 化学诱导
（2）胚胎移植 受体 同期发情
（3）发育的全能性 内细胞团 血清
【解析】（1）超数排卵处理所用激素是促性腺激素；卵母细胞必须培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力；B细胞为精子，一般要进行获能处理才能受精；常用的获能方法是化学诱导法或培养法。（2）将早期胚胎注入子宫内的技术是胚胎移植，其中接受胚胎的个体为受体；胚胎移植前要对受体和供体进行同期发情处理，以提高胚胎移植成活率。（3）胚胎干细胞能诱导分化出不同的组织细胞，因为具有发育的全能性；取囊胚进行胚胎分割时，要注意对内细胞团进行均等分割；早期胚胎培养时，除了加入各种营养成分外，还必须加入血清、血浆等天然物质。
10．【答案】（1）同期发情 促性腺 输卵管
（2）获能发育
（3）培养
（4）桑椹胚（囊胚） 空透明带
（5）免疫排斥
11．【答案】A
【解析】用促性腺激素对良种奶牛进行注射处理，可促使其超数排卵，A正确；进行移植的胚胎是桑椹胚或囊胚，B错误；受体对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此无需使用免疫抑制剂，C错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率更高，D错误。
12．【答案】C
【解析】精子在获能液中于37 ℃、5% CO2条件下培养，可使精子获能，A正确；给小鼠注射促性腺激素可促进其超数排卵，B正确；分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质，但发育过程中基因突变或环境因素影响等，最终发育成的个体可能会有形态学差异，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化成各种组织器官，D正确。
13．【答案】（1）含目的基因的表达载体
（2）保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 MⅡ(减数第二次分裂)中
（3）免疫排斥反应
（4）整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养
【解析】（1）根据题意可知，要将人凝血因子IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞，必须构建基因表达载体，所以由过程①获得的A为基因表达载体。（2）在核移植之前，保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞，必须先去掉受体卵母细胞的核。受体应选用减数第二次分裂中(MⅡ中)期卵母细胞。（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。
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