PAGE12-胚胎工程考點一受精作用和早期胚胎發育和培育1.試管動物與克隆動物的比較：比較項目試管動物克隆動物技術基礎體外受精、胚胎移植核移植技術、細胞培育、胚胎(分割)移植實例試管牛多利羊過程生殖方式有性生殖無性生殖遺傳物質遺傳物質來自兩個個體遺傳物質大部分來自供核生物體意義充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進程、挽救瀕危物種等2.胚胎發育過程：【高考警示】關于體內受精的四個易混點(1)精子獲能是指精子獲得受精“實力”，而不是獲得能量；排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。(2)動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內進一步成熟，當達到減數其次次分裂的中期時，才具備與精子受精的實力。(3)受精的標記≠受精完成的標記：受精的標記是在透亮帶和卵細胞膜之間視察到兩個極體；而受精完成的標記是雌、雄原核的融合。(4)受精卵遺傳物質的來源：核遺傳物質來自精子的細胞核與卵細胞的細胞核(即精卵各供應1/2)，而細胞質的遺傳物質幾乎全部來自卵細胞。【典例】(2024·蚌埠模擬)2024年歲末，孫強、蒲慕明領導的探討團隊在國際上首次利用體細胞勝利創建克隆獼猴“中中”“華華”。2024年2月，它們的“家庭”也迎來第三個成員——“夢夢”。之所以引起轟動是因為高度分化的體細胞細胞核中的基因大多數已經“緘默”，取得勝利特別不易。體細胞克隆猴的誕生，是人類相識克隆技術，探討細胞功能和治療性克隆的里程碑式探討結果。同時，也是人類干細胞探討方興未艾事業的一個起先。克隆上述三只猴子的一般操作流程如圖，請回答以下問題：(1)從流產的一只獼猴胎兒皮膚上獲得單個細胞須要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理。然后放入氣體條件是_______________的恒溫箱中培育。

(2)請你推想注入的神奇濃度比的藥物的作用是__________________________。注入細胞的方法是_______________。

(3)卵母細胞要發育到_______________時才適合進行核移植，早期胚胎要發育到_______________時才適合進行胚胎移植。

(4)我們大膽推想，通過體細胞克隆猴的探討，我們將來會找到方法，讓高度分化的人體細胞逆向生成_______________，并克隆出_______________用于替換人體相應病變結構。

【解析】(1)動物細胞培育的氣體條件是95%空氣加5%CO2，其中空氣中O2能滿意細胞的呼吸作用，5%CO2能維持培育液的pH。(2)結合題意“高度分化的體細胞細胞核中的基因大多數已經“緘默”分析，注入的神奇濃度比的藥物的作用是喚醒體細胞核的“緘默”基因，使得重組細胞能復原分化實力形成胚胎。注入動物受體細胞的方法通常選擇顯微注射法。(3)用于受精和接受細胞核的卵母細胞都須要發育到MⅡ中期，早期胚胎要發育到囊胚期時才適合進行核移植。(4)讓高度分化的人體細胞逆向生成胚胎干細胞，并克隆出人體器官用于替換人體相應病變結構，是科學家們接著進行探討的課題。答案：(1)95%空氣加5%CO2(或5%CO2)(2)喚醒“緘默”的基因，使得細胞能復原分化實力形成胚胎顯微注射法(3)MⅡ中期囊胚期(4)胚胎干細胞人體器官(1)獲能后的精子與卵子相遇時會發生頂體反應，隨后引起卵細胞發生透亮帶反應和卵細胞膜反應，防止多精入卵。(2)早期胚胎發育的過程包括哪些階段？在什么階段出現細胞分化？提示：早期胚胎發育的過程是受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。在囊胚階段出現細胞分化。(2024·永州模擬)“三合一”胚胎人工授精技術誕生的嬰兒含有“一父兩母”三人的遺傳物質，可有效防止某些遺傳病的發生。據圖回答下列問題：(1)誕生“三親嬰兒”的過程中，用到的胚胎工程技術有_______________(至少寫兩種)。

(2)三親嬰兒的體細胞中有_______________(填“大于”“等于”或“小于”)1/2的DNA來自母親卵母細胞。

(3)由于女性的自然生理周期產生的卵子太少，捐獻者在取卵前通常須要注射_______________來促進排卵，該物質可由人體的_______________(填器官)分泌。

(4)卵母細胞與精子體外受精后，應將受精卵移入發育培育液中接著培育，以檢查_______________。獲得的早期胚胎若暫不移植給受體，可采納_____________法保存。

(5)從早期胚胎中分別出的ES細胞可誘導分化出不同的組織細胞，這是因為在功能上，ES細胞具有_______________。ES細胞在形態上表現為_________。

【解析】(1)誕生“三親嬰兒”的過程中，需用到技術有核移植、體外受精、早期胚胎培育和胚胎移植。但核移植屬于細胞工程，因此用到的胚胎工程技術有體外受精、早期胚胎培育和胚胎移植。(2)重組細胞的細胞核DNA來自母親卵母細胞，細胞質DNA來自捐獻者卵母細胞，核移植后培育到MⅡ中期的卵母細胞，然后與精子進行體外受精，則“三親嬰兒”的體細胞中核DNA一半來自母親卵母細胞、一半來自精子，細胞質DNA幾乎全部來自捐獻者卵母細胞，因此“三親嬰兒”的體細胞中有小于1/2的DNA來自母親卵母細胞。(3)捐獻者在取卵前通常須要注射促性腺激素來促進排卵，促性腺激素由垂體分泌。(4)卵母細胞與精子體外受精后，應將受精卵移入發育培育液中接著培育，以檢查受精狀況和受精卵的發育實力。獲得的早期胚胎，若暫不移植給受體，可采納冷凍法保存。(5)由于ES細胞具有發育的全能性，因此可誘導分化出不同的組織細胞。另外ES細胞在形態上表現為體積小、細胞核大、核仁明顯。答案：(1)體外受精、早期胚胎培育、胚胎移植(2)小于(3)促性腺激素垂體(4)受精狀況和受精卵的發育實力冷凍(5)發育的全能性體積小、細胞核大、核仁明顯【提分技法】推斷“頂體反應、透亮帶反應、卵細胞膜的作用”的方法(1)從發生時間看：頂體反應發生在精子與卵子相遇時；透亮帶反應發生在精子觸及卵黃膜的瞬間；卵細胞膜的作用發生在精子入卵后。(2)從生理作用看：頂體反應是頂體內釋放的酶干脆溶解卵丘細胞間的物質使精子穿越放射冠；透亮帶反應是防止多個精子穿越透亮帶，是防止多精入卵的第一道屏障；卵細胞膜的作用也是防止其他精子入卵，是防止多精入卵的其次道屏障。【加固訓練】(2024·山東高考)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應具有重要意義。流程如下：(1)過程①采納的是細胞工程中的________技術，過程②采納的是胚胎工程中的_________技術。(2)體細胞進行體外培育時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培育液(基)的_____________。

(3)假如克隆過程中需進行基因改造，在構建基因表達載體(重組載體)時必需運用________和________兩種工具酶。基因表達載體上除目的基因外，還需有_________基因，以便選出勝利導入基因表達載體的細胞。

(4)胚胎干細胞可以來自囊胚中的_________。在肯定條件下，胚胎干細胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體_________(填“A”或“B”)，則不會發生免疫排斥反應。

【解析】(1)過程①表示將從體細胞中分別出的細胞核與去核的卵(母)細胞重組形成重組細胞的過程，因此采納的是細胞工程中的(體細胞)核移植技術。過程②表示將重組細胞培育成早期胚胎的過程，所以采納的是胚胎工程中的(早期)胚胎培育技術。(2)在動物細胞培育時，CO2的主要作用是維持培育液(基)的pH(或酸堿度)。(3)在基因工程中，構建基因表達載體(重組載體)時，必需運用限制性(核酸)內切酶(或限制酶)和DNA連接酶。基因表達載體的組成，除目的基因外，還必需有啟動子、終止子以及標記基因等，其中標記基因的作用是篩選出勝利導入基因表達載體的細胞。(4)胚胎干細胞可以來自囊胚中的內細胞團。圖中獲得的重組細胞，其細胞核來自個體B，由其培育形成的組織器官的遺傳物質組成幾乎與個體B完全相同，因此將該組織器官移植給個體B不會發生免疫排斥反應。答案：(1)(體細胞)核移植(早期)胚胎培育(2)pH(或酸堿度)(3)限制性(核酸)內切酶(或限制酶)DNA連接酶(注：兩空可顛倒)標記(4)內細胞團B考點二胚胎工程的應用和前景1.胚胎移植：(1)理論基礎：胚胎移入的基礎哺乳動物發情排卵后，一段時間內，同種動物的供、受體生殖器官的生理改變是相同的胚胎收集的基礎哺乳動物的早期胚胎形成后，在肯定時間內不會與母體子宮建立組織上的聯系，而是處于游離狀態移入胚胎存活的基礎受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應保留遺傳特性的基礎供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響(2)基本程序：(3)胚胎移植的幾個關鍵環節。①胚胎移植是胚胎工程其他技術的最終一道“工序”，移植的胚胎必需在原腸胚之前，不能干脆移植受精卵。③胚胎移植的供體和受體必需是同種生物，同一物種的動物才有可能具有相同的生理特征。④兩次檢查：a.收集胚胎進行質量檢查；b.移植后進行是否妊娠檢查。⑤沖卵含義：沖出早期胚胎，不是沖出卵子。2.胚胎分割：【高考警示】胚胎分割、胚胎移植中的三個易混點(1)胚胎移植過程中沖卵沖出的是早期胚胎，而體外受精過程中排出的是初級卵母細胞或次級卵母細胞。(2)能和精子結合的卵子主要是處于減數其次次分裂中期的次級卵母細胞，在與精子的結合過程中完成減數其次次分裂。(3)胚胎干細胞的特征是體積小、細胞核大、核仁明顯，具有發育的全能性。【典例】(2024·江蘇高考)利用基因編輯技術將病毒外殼蛋白基因導入豬細胞中，然后通過核移植技術培育基因編輯豬，可用于生產基因工程疫苗。如圖為基因編輯豬培育流程，請回答下列問題：(1)對1號豬運用___________處理，使其超數排卵，收集并選取處在___________(時期)的卵母細胞用于核移植。

(2)采集2號豬的組織塊，用___________處理獲得分散的成纖維細胞，放置于37℃的CO2培育箱中培育，其中CO2的作用是___________________。

(3)為獲得更多基因編輯豬，可在胚胎移植前對胚胎進行___________。產出的基因編輯豬的性染色體來自___________號豬。

(4)為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導入4號豬并正常表達，可采納的方法有___________(填序號)。

①DNA測序 ②染色體倍性分析③體細胞結構分析 ④抗原—抗體雜交【解析】(1)據圖分析可知，1號豬供應的是卵母細胞，注射促性腺激素可使其超數排卵，獲得的卵母細胞須要培育到減數其次次分裂中期才能進行核移植。(2)須要先用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理2號豬的組織塊，使其分散成單個的成纖維細胞。該細胞的培育應在37℃含5%的CO2的恒溫培育箱中進行，其中CO2的主要作用是維持培育液的pH。(3)利用胚胎分割技術對早期胚胎進行分割，可以獲得更多的相同遺傳物質組成的基因編輯豬；核移植的重組細胞的細胞核來自2號豬，因此產出的基因編輯豬的性染色體來自2號豬。(4)可以采納DNA分子雜交法檢測目的基因的序列，檢測病毒外殼蛋白基因(目的基因)是否導入4號豬；目的基因表達的最終產物屬于蛋白質成分(病毒外殼蛋白)，因此可以利用抗原-抗體雜交法進行檢測，所以選①④。答案：(1)促性腺激素減數其次次分裂中期(2)胰蛋白酶(膠原蛋白酶)維持培育液的pH(3)分割2(4)①④胚胎分割產生的兩個或多個個體的遺傳物質相同嗎？為什么？提示：相同。胚胎是由一個受精卵經過有絲分裂形成的，故胚胎分割產生的兩個或多個個體的遺傳物質相同。小鼠(2N=40)是常用的試驗動物。探討人員通過如圖所示的流程培育出了雄性小鼠A和小鼠B。在不考慮基因突變的狀況下，回答下列問題：(1)可通過_______________技術將桑椹胚移入代孕母鼠子宮內，使其接著發育。從生理學基礎看，代孕母鼠對移入子宮的胚胎基本不發生_______________，這為胚胎在受體內存活供應了可能。

(2)經檢測，第一極體的染色體數目正常，則在正常狀況下，圖中所示的卵母細胞應含有_______________個核DNA，從8細胞胚中取下的細胞在有絲分裂中期時含有的染色體數目是_______________條。

(3)若供應精子的雄鼠基因型是XbY，供應卵母細胞的雌鼠基因型是XBXb，第一極體和8細胞胚取下的細胞中均檢測到有基因B，緣由是_______________。

(4)利用克隆技術培育小鼠B的過程，須要去除卵母細胞的_______________。小鼠B的性狀與小鼠A不完全相同，從遺傳物質的角度分析，其緣由是_________________________________。

【解析】(1)可通過胚胎移植技術將桑椹胚移入代孕母鼠子宮內，使其接著發育。從生理學基礎看，代孕母鼠對移入子宮的胚胎基本不發生免疫排斥，這為胚胎在受體內存活供應了可能。(2)卵母細胞的核DNA數與體細胞一樣，都是40個核DNA，8細胞胚是由受精卵發育而來的，所以其染色體數和體細胞相同，有絲分裂中期著絲點未分裂，故其染色體數為40條。(3)8細胞胚取下的細胞中檢測到有基因B，說明是卵母細胞有B基因，第一極體也檢測到B基因，說明在第一次減數分裂前期時發生了兩條X染色體的交叉互換。(4)利用克隆技術培育小鼠B的過程，須要去除卵母細胞的細胞核。小鼠B的性狀與小鼠A不完全相同，從遺傳物質的角度分析，其緣由是小鼠B與小鼠A核基因相同，其限制的性狀基本相同，但小鼠B的細胞質基因來自克隆時選取的卵母細胞，細胞質基因確定的性狀則會與小鼠A不同。答案：(1)胚胎移植免疫排斥(2)4040(3)卵母細胞在減數第一次分裂前期兩條X染色體之間發生了交叉互換(4)細胞核小鼠B與小鼠A核基因相同，其限制的性狀基本相同，但小鼠B的細胞質基因來自克隆時選取的卵母細胞，細胞質基因確定的性狀則會與小鼠A不同推斷胚胎移植程序的方法胚胎移植中有三個重要的“兩次”，可據此推斷：“兩次運用激素”“兩次例行檢查”“兩牛供應性狀”，詳細如下：(1)兩次運用激素是指：第一次是對供、受體進行同期發情處理；其次次用于供體的超數排卵。(2)兩次例行檢查是指：第一次對收集的胚胎進行檢查；其次次對受體母牛是否妊娠進行檢查。(3)兩牛供應性狀是指：產下的犢牛性狀取決于所用公牛和供體母牛，性別取決于供體公牛供應何種類型的精子，二者與受體母牛沒有關系。【加固訓練】1.(2024·重慶高考)某課題組為解決本地種奶牛產奶量低的問題，引進了含高產奶基因但對本地適應性差的純種公牛。(1)擬進行如下雜交：♂A(具高產奶基因的純種)×♀B(具相宜本地生長基因的純種)→C選擇B作為母本，緣由之一是胚胎能在母體內正常___________。若C中的母牛表現為相宜本地生長，但產奶量并未提高，說明高產奶是_______性狀。為獲得產奶量高且相宜本地生長的母牛，依據現有類型，最佳雜交組合是________，后代中出現這種母牛的概率是________(假設兩對基因分別位于不同對常染色體上)。

(2)用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優良個體。精子要具有受精實力，需對其進行___________處理；卵子的成熟在過程_______中完成。在過程④的培育基中含有葡萄糖，其作用是______________________。為篩選出具有優良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的_______________。子代母牛的優良性狀與過程_________的基因重組有關。

(3)為了提高已有胚胎的利用率，可采納_______技術。

【解題指南】(1)隱含信息：胚胎移植條件、體外受精的條件。(2)關鍵學問：雜交育種原理與應用、體外受精技術、胚胎移植技術、胚胎分割技術。【解析】本題考查基因的自由組合定律和胚胎工程。(1)選擇B作為母本，緣由之一是胚胎能在母體內正常生長發育或胚胎發育，即不發生免疫排斥且能發生生理組織聯系；由交配結果可知，高產奶和不相宜本地生長是隱性性狀；假設M/m限制產奶性狀，N/n限制相宜不相宜本地生長性狀，則牛A、B、C的基因型分別是：mmnn、MMNN、MmNn，因兩對基因分別位于不同對常染色體上，利用基因重組的原理，要獲得產奶量高且相宜本地生長的母牛，應選擇♂A與♀C雜交，即mmnn×MmNn，后代中出現產奶量高且相宜本地生長的母牛的概率為1/2(mm)×(1/2)(Nn)×(1/2)(雌性)=1/8。(2)精子在受精前需進行獲能處理，卵子的減數其次次分裂在受精作用即過程③中才得以完成；體外培育胚胎時，需在培育液中供應葡萄糖等物質以保證足夠的能量供應。為篩選出具有優良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的性別，以及是否具有高產奶和相宜本地生長等優良基因，子代母牛的優良性狀與過程②(產生mN卵子的減數分裂過程)的基因重組有關。(3)利用胚胎分割，可同時獲得多個基因型相同的后代，提高了已有胚胎的利用率。答案：(1)生長發育或胚胎發育隱性♂A×♀C1/8(2)獲能或增加活力③供能性別、高產奶和相宜本地生長的