2．我国首例“虎狮兽”2002年在“南京红山动物园诞生”，利用了雄虎的精子和雌狮卵子“体外受精” 而产生，完成这一过程需要解决的问题是……(　　 )

　A．精子在体外用获能物质的处理　 　　

B．用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入

　C．抽取精子、卵子的细胞核进行融合　

D．精子入卵后进行人工处理防止多精入卵

[解析]精子获能后才具有受精能力，因此体外受精要给予获能处理；精子入卵后自然会形成两道屏障防上多精入卵，入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核，二者融合成合子后受精完成，而不是二者原有细胞核的融合，因此B、C、D没有必要。

[答案] A

1． (2009全国卷二) 下列有关哺乳动物个体发育的叙述，错误的是(　　 )

A． 胚胎发育过程中也会出现细胞衰老

B． 幼鹿经过变态发育过程长出发达的鹿角

C． 胚后发育过程中伴有细胞分化

D． 来自原肠胚同一胚层的细胞经分化发育成不同的组织

[解析]多细胞生物体内的细胞总是在不断地更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，因此胚胎发育过程中也会有细胞衰老。变态发育指成体与幼体在形态上的差别比较大，而这种形态的改变又是集中在短期内完成的，因此B不正确。细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎时期达到最大程度。原肠胚中三个胚层以后可分化发育成不同的器官、组织。

　[答案]B

5．应用

用于治疗人类疾病，如利用ES细胞诱导其分化成新的组织细胞特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复。

典例精析

[例1](2009·江苏)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是

A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加　

B．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割

C．胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点

D．胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取

[精析] 本题考查胚胎干细胞的知识。A选项卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变，故细胞数目增多但有机物逐渐消耗而减少；B选项中内细胞团是囊胚时期的，不是原肠胚时期的；C选项胚胎干细胞具有细胞核大、核仁比较大而明显的特点；D选项，胚胎干细胞是全能干细胞，是未分化细胞。

[答案] D

[例2]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14h，黑暗10h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是　　　　　 　　　　　　　　　。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，在一定条件下培养一段时间，目的是　　　　　 　　　　　　　　　。再在37℃，5%CO₂条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天右以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎　　　　　 　　　　　　　　期开始的标志。

(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。

[精析](1)在进行小鼠体外受精时，要胚使用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子；在受精前，要对精子进行获能处理；受精后的细胞开始进行有丝分裂形成早期胚胎，当胚胎内部出现裂隙，意味着进入囊胚期。(2)处理后的受精卵只含有卵核，通过化学药物处理使其同源染色体增加一倍，该过程类似于单倍体育种，优点也一样。(3)该过程为采用了动物核移植技术，所形成的克隆小鼠丙的核基因来源于提供细胞核的甲及提供细胞质基因的乙。(4)外源基因插入影响的是对小鼠生命必不可少的基因的表达，将会导致小鼠死亡。

[答案](1)促进排卵(或超数排卵)　 使精子获能　 囊胚　 (2)容易获得纯合子并缩短育种时间　 (3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基

(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达

[点评]本题综合了胚胎工程、细胞核移植、细胞工程、基因工程等现代科技知识，情境新，意向新，是很有代表性的高考题。

[例3](2009·四川)将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞(命名为M细胞)，再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠)体内，然后小鼠的血糖浓度，结果如图所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值)。请回答相关问题：

(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用_______________　酶将其分散成单个细胞。

(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有_________________细胞的功能。说明判定的理由______________________________________。

(3)用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果(用“+”表示能检测到，用“-”表示不能检测到)。

上述实验结果表明，胚胎干细胞通过______________________________定向分化为M细胞。

(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞？_______________　，请说明理由________________________________________________。　　　　　　　　　　　　　

[精析]本题考查的知识点如下：

Ⅰ．糖尿病的机制：由于胰岛B细胞受损导致无法合成胰岛素来降血糖，血糖浓度过高随尿排出，导致糖尿病的产生。本题中通过曲线反应了未移植M细胞和移植M细胞后血糖浓度的变化，可见移植M细胞血糖浓度降低，显然M细胞发挥了胰岛B细胞的功能。

Ⅱ．细胞的全能性和基因表达的相关知识：第(3)问中通过表格的形式要求学生补充实验的结果，首先学生要明确这里的M细胞是通过小鼠的胚胎干细胞经过细胞增殖、分化而产生的，由于是通过有丝分裂增殖，所以M细胞和胚胎干细胞的DNA是一样的，然而细胞分化的实质为基因的选择性表达，故不同细胞中转录形成的mRNA是不同的，进一步合成了不同的蛋白质，故M细胞和胚胎干细胞中的RNA不一样，从而在进行DNA探针杂交试验时出现了如表格中显示的杂交结果；第(4)小题考查了动物细胞核具有全能性的原因，即细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质；

[答案](1)胰蛋白酶　　 (2)胰岛B　 胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素

(3)

+

基因的选择性表达(胰岛素基因的表达)　　　　　　　　　　　　　　

(4) 能　　　 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质(细胞核的全能性)　　　　　　

巩固演练

4．特征：形态上体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性，即可分化为

成年动物体内任何一种组织细胞。

3．胚胎干细胞：由早期胚胎(囊胚)或原始性腺(胎儿)中分离出来的一类细胞，又叫ES或EK细胞。具有增殖能力并保持未分化状态、在一定的条件下可以向各种组织和器官分化、易于进行基因改造操作等特点。如内细胞团细胞(位于囊胚的囊胚腔一侧)

2．成体干细胞：存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞。

造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，主要存在于骨髓、脐血、外周血中。

1．干细胞：动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，

是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的种子细胞。

按照分化潜能的大小，干细胞基本上可分为专能干细胞(只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞)、多能干细胞(具有分化成多种细胞或组织的潜能却失去发育成完全个体能力的细胞)和全能干细胞(可以分化为全身各种细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官)。

3．胚胎分割技术

用显微手术方法将早期胚胎切割成2、4、8等份，经体内或体外培养后植入受体，以获得同卵双生或同卵多生后代的技术，是动物克隆的方法之一。

　(1)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开

始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。)

(2)操作过程：用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个胚胎，注入空透明带或直接将裸半

胚移植入受体。对囊胚阶段的胚胎分割时，要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)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。

2．胚胎移植技术

将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。

(1)优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。

(2)胚胎移植的生理学基础：

① 动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。

② 早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。

③ 受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体的存活提供了可能。

④ 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。

(3)胚胎移植的程序：

①　 供、受体的选择和处理(使用激素进行同期发情处理、超数排卵处理)；

② 配种或人工授精；

③ 胚胎收集(冲卵)、检查(胚胎发育到桑椹胚或囊胚)、培养或保存(－196℃的液氮)；

④ 胚胎移植：手术法(引出子宫和卵巢将其注入)、非手术法(用移植管将其送入子宫)；

⑤ 移植后的检查(是否妊娠)等。

(4)地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必

须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。

对动物生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞所进行的多种显微操作和处理技术，由体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、等组成的现代生物技术。

1．体外受精技术

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。

(1)基本原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同

时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。

(2)卵母细胞的采集和培养： 对体型小的动物用促性腺激素处理，从输卵管冲取卵子(可

直接受精)；对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞(要在体外培养成熟)。

(3)精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。

(4)受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。

(5)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。)