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1、第3讲 胚胎工程及安全伦理问题1自然情况下，牛的生育率很低，通过胚胎工程的技术手段，可以实现良种牛的快速繁殖。回答下列问题：(1)哺乳动物精子的发生在_内完成，卵子的发生在_内完成。自然条件下，受精是在雌性动物的_内完成的。(2)采用胚胎移植的方法，可使一头良种雌性黄牛一年生下数十头自己的后代。该方法的操作过程中需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行_处理，还 要用激素处理使该良种母牛_。(3)采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和_。体外受精主要包括_、_和受精等几个主要步骤。解析：(1)哺乳动物的睾丸是精子的发生场所，卵巢是卵子的
2、发生场所。自然条件下，受精是在雌性动物的输卵管内完成的。(2)在胚胎移植的操作过程中，需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行同期发情处理，还要用促性腺激素处理使该良种母牛超数排卵。(3)试管动物技术首先要做的是体外受精和早期胚胎培养，体外受精主要包括卵母细胞的采集与培养、精子的采集与获能、受精等几个主要步骤。答案：(1)睾丸卵巢输卵管(2)同期发情超数排卵(3)早期胚胎培养卵母细胞的采集精子的获能2利用PGD/PGS技术经全基因组检测的试管婴儿已在我国诞生。PGD是指胚胎植入前的基因诊断，主要用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因。PGS是指在胚胎植入前进行染色体异常检测，通过比对、分析，从而有助
3、于避免遗传物质异常的胚胎产生。(1)试管婴儿的培育需经过体外受精、_、_以及在代孕母体中发育和产出(分娩)等过程。(2)设计试管婴儿时，为了提高受孕率与筛选的需要，需要用_激素处理促进母亲排出更多的卵子，培养胚胎时通常培养_(填“1”“2”或“多”)个胚胎，以便进行筛选、移植。(3)利用_(填“PGD”或“PGS”)技术可以筛选不携带地中海贫血基因的试管婴儿。为了避免某些遗传疾病的产生，有时需对胚胎的性别进行鉴定，目前最有效最准确的方法是SRYPCR法，操作的基本程序是：从被测的_胚中取出几个滋养层细胞，提取DNA，然后利用_技术扩增被测基因(SRY)，最后选择出与特异性探针进行检测。(4)设
4、计试管婴儿也引起人们广泛的争论，我国已建立了相应的法律体系和制度条文，以避免该技术_。解析：(2)促进超数排卵用促性腺激素处理。(3)PGD是指胚胎植入前的基因诊断，主要用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因，因此利用PGD技术可以筛选不携带地中海贫血基因的试管婴儿。答案：(1)早期胚胎培养胚胎移植(2)促性腺多(3)PGD囊PCR(4)被滥用3人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可
5、能。其大致过程如下：.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体外受精，形成受精卵；.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)实验步骤中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行_处理。受精时，一个卵母细胞往往只能和一个精子结合，受精过程中防止多精入卵的生理反应包括_。(2)实验步骤中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是_。导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤的目的是_。(3)实验步骤中，进行动物早期胚胎的体外
6、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_和动物血清。(4)实验步骤中，应选择性别为_的奶牛胚胎进行移植。解析：(1)在体外受精前，需对精子进行获能处理。在受精过程中，防止多精入卵的生理反应有透明带反应和卵细胞膜反应。(2)显微注射法是一种高效的将目的基因导入受精卵的方法。将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的调控组件重组在一起，可以使血清白蛋白基因稳定地存在于奶牛乳腺细胞中，并得以表达，遗传给下一代。(3)动物早期胚胎在体外培养时，培养液中还需要添加激素和动物血清。(4)实验的目的是获得牛乳腺细胞产生的血清白蛋白，因此应选择雌性的奶牛胚胎进行移
7、植。答案：(1)获能透明带反应和卵细胞膜反应(2)显微注射法使人血清白蛋白基因能够在奶牛乳腺细胞中稳定存在，能够表达和发挥作用，并可遗传给下一代(3)激素(4)雌性4如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：(1)A细胞是_，在进行体外受精前要对精子进行_处理。(2)进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作。(3)指的是_。(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是_。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(6)受体母牛必须和供体牛属于_。解析：将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培
8、养形成早期胚胎。为了快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似。在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，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。受体母牛必须和供体牛属于同一物种，大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。答案：(1)次级卵母细胞获能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)来源于同一个受精卵，具有相同的遗传物质(5)将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育(6)同一物种5甲图为牛胚胎移
9、植示意图，乙图为胚胎发育某时期示意图。请据图回答：(1)甲图牛胚胎移植过程中，用_处理使供体母牛超数排卵。冲卵的实质是获得_。(2)冲卵后，对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到_或_阶段。收集的胚胎可直接向受体移植，方法有_、_，或放入_中保存。 (3)胚胎移植时，早期胚胎容易从供体中收集的生理基础是_。(4)乙图中1是_，4是_；将来发育成胎儿各种组织的是_。解析：(1)给母畜注射促性腺激素可促进其超数排卵；冲卵中的“卵”是指胚胎，因此冲卵的实质是获得早期胚胎。(2)进行质量检查时，应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎。收集的胚胎可通过手术法和非手术法直接向受体移植，或放入(196 的)液氮中
10、保存。(3)早期胚胎形成后未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态，所以可以从母体内通过冲卵获得早期胚胎。(4)由图分析可知，图乙的1为滋养层，4为囊胚腔；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。答案：(1)促性腺激素早期胚胎(2)桑椹胚囊胚手术法非手术法(196 的)液氮(3)早期胚胎形成后，未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态(4)滋养层囊胚腔内细胞团6下图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有关结构或个体，数字代表过程、方法。请据图回答：(1)图中过程所涉及的生物技术有_(两种即可)。(2)通过、过程获取分散的细胞时，用到的酶是_，
11、培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(3)动物细胞培养过程中应将细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是_。此培养过程中为防止杂菌污染，需要添加一定量的_。(4)早期胚胎可通过_技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术在生产实践中的意义在于_。(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞。此时的卵母细胞应该培养到_(细胞分裂方式及时期)。f细胞在形态上的特点是_。解析：(1)图中为动物细胞培养获得细胞群，是用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得单个细胞，、为体细胞核移植获得重组细胞的过程，是早期胚胎培养过程，为胚胎移植，为从早期胚胎中获取胚胎干细胞。(2)培养的细胞在充满培养皿底时会出
12、现细胞的接触抑制现象，细胞分裂会停止。(3)图中动物细胞培养过程中应将细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH，为细胞培养提供稳定的环境。培养过程中为防止杂菌污染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎通过胚胎移植技术移入受体子宫内进行发育，可以提高优良母畜的繁殖率。(5)用去核卵母细胞作为受体，此时的卵母细胞应处于减数第二次分裂中期。f细胞是胚胎干细胞，在形态上的特点是体积小、细胞核大、核仁明显。答案：(1)动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)细胞的接触抑制(3)维持培养液的pH抗生素 (4)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(5)减
13、数第二次分裂的中期体积小、细胞核大、核仁明显7在治疗人类某些疾病时，人的体细胞核移植技术得到的胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织器官后，可用于组织器官的移植，操作流程如图所示。请回答下列问题：(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚期的_或胎儿的_中分离得到的一类细胞。(2)图中过程表示从囊胚中取出细胞，将其培养在_细胞上能维持不分化的状态，形成大量胚胎干细胞，胚胎干细胞在形态上的特点是_。图中过程在培养液中加入_，就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化，形成相应的组织器官后，可以用于患者的组织器官移植。(3)在前去除卵母细胞的细胞核时普遍使用_去核法。图中整个过程属于_克隆。中国对待克隆人的态度是_。解析：图示为治疗性克隆的流程图，表示核移植过程，表示早期胚胎培养过程，表示从囊胚中获取内细胞团的过程，表示胚胎干细胞的体外培养过程，表示细胞分化过程。(1)胚胎干细胞是从早期胚胎或胎儿的原始性腺中分离出来的一类细胞，囊胚期的内细胞团没有分化，可以从中获取胚胎干细胞。(2)图中过程表示从囊胚中取出内细胞团细胞(胚
