選修3《現代生物科技專題》
專題1 基因工程
1．基因工程又叫？其原理是什麼？用於育種時有何優點？
2．不同生物的DNA能拼接的原因是什麼？轉基因能在受體細胞中表達是因為什麼？
3．「分子手術刀」是指什麼？簡稱？在基因工程中用於？該酶主要從哪獲得？作用部位是哪裡？該酶識別的序列長度是多少？切割的結果是什麼？限制酶在選擇的時候有什麼依據？為何通常用兩種限制酶同時切割目的基因和運載體？
4．「分子縫合針」是指什麼？作用是什麼？可以分為哪兩類？作用部位是哪裡？作用有何特點？DNA聚合酶有何作用？
5．「分子運輸車」是指什麼？常用的運載體有哪些？什麼是質粒？質粒需具備什麼條件才能充當「分子運輸車」？天然的質粒能直接做運載體嗎？
6．基因工程的基本操作程序主要包括哪四個步驟？核心步驟是哪一步？
7．什麼是目的基因？試舉例。獲得方法有哪3種？
8．什麼是基因文庫？什麼是基因組文庫？什麼是cDNA文庫？cDNA文庫與基因組文庫有什麼區別？如何從基因文庫中獲取目的基因？（什麼是基因庫？）
9．PCR的中文名稱是什麼？原理？應用的前提？需要的條件有？PCR過程需要解旋酶嗎？模板鏈解旋所需能量是由ATP提供的嗎？PCR大致過程經過哪3步？每一步的溫度要求一樣嗎？擴增的結果是？PCR用於提取目的基因時，循環幾次能得到等長的目的基因片段？循環n次可以得到等長的目的基因片段多少個？PCR在選擇引物時有什麼要求？循環n次，需要加入某種引物多少個？
10．什麼樣的目的基因適合用化學方法合成？
11．一個完整的基因表達載體應該包括哪些元件？分別有什麼作用？畫出示意圖並標註。（什麼是起始密碼子？什麼是終止密碼子？）
12．什麼是轉化？轉化植物細胞常用方法有哪些？分別適用於什麼植物？有何優缺點？
13．轉化動物細胞一般用什麼方法？通常選用什麼細胞作為受體細胞？
14．轉化微生物細胞一般採用什麼方法？選擇大腸桿菌作為受體細胞有何優勢？如何使大腸桿菌處於感受態？
15．目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵是什麼？如何檢測？以什麼作為探針？如何檢測目的基因是否轉錄出了mRNA？檢測目的基因是否翻譯成了蛋白質用什麼方法？
16．除了分子水平的檢測，有時還要進行什麼水平的檢測？例如？
17．植物基因工程有哪些應用？試舉例說明。
18．動物基因工程有哪些應用？試舉例說明。
19．基因工程獲得的藥物有哪些？試舉例說明。
20．什麼是基因治療？要去除或改造缺陷基因嗎？該方法是治療什麼疾病最有效的手段？一般有哪兩種方法？
21．蛋白質工程崛起的緣由是什麼？
22．蛋白質工程的目標是什麼？基本途徑是？畫出流程圖。蛋白質工程為何被稱為第二代基因工程？有何應用實例？
專題2細胞工程
1．什麼是細胞工程？根據操作對象不同，可分為哪兩類？
2．什麼是脫分化？愈傷組織的細胞有什麼特點？
3．植物組織培養的大致過程是什麼？基本原理是什麼？
4．什麼是全能性？細胞為何具有全能性？是不是所有細胞都具有全能性？未離體的組織細胞不能表現全能性的原因是什麼？
5．「胡蘿蔔組織培養」要無菌操作的目的是什麼？切取含有形成層部分的原因是什麼？
6．植物組織培養的基本條件有哪些？
7．植物組織培養的培養基一般含有哪些成分？對培養條件有何要求？一定要避光培養嗎？植物組織培養過程中需要換培養基嗎？生長素與細胞分裂素比例不同如何影響愈傷組織分化？
8．什麼是植物體細胞雜交？基本原理是什麼？屬於哪種變異類型？有何優點？實例？
9．什麼是原生質體？如何獲得？如何判斷原生質體製備是否成功？誘導融合一般採用什麼方法？誘導融合成功的標誌是？如何判斷雜種細胞是否再生細胞壁？（什麼是原生質層？）
10．微型繁殖採用的是什麼技術？有哪些特點？
11．作物脫毒一般選用什麼部分的細胞？原因是什麼？（抗毒苗是用什麼育種方法獲得的？）
12．人工種子的組成是什麼？能用原生質體或愈傷組織製作人工種子嗎？人工種皮一般含有哪些成分？人工種子有哪些優點？
13．單倍體育種通常經過哪2個關鍵步驟？其原理是什麼？有何優點？
14．突變體如何獲得的？如何加以利用？
15．細胞產物的獲得需要將外植體培養成植株嗎？實例？
16．什麼是動物細胞培養？基本原理是什麼？
17．將成塊動物組織分散成單個細胞的方法是什麼？用胃蛋白酶來達到分散目的嗎？酶解的消化過程需要控制時間嗎？分散成單個細胞的目的是什麼？
18．什麼是細胞貼壁？對培養器具有何要求？
19．什麼是接觸抑制？如何解除？癌細胞有接觸抑制嗎？為什麼？
20．什麼是原代培養？什麼是傳代培養？細胞分裂一次就一代嗎？細胞傳至10-50代左右時可能會發生什麼變化？
21．動物細胞培養如何創設無菌、無毒的環境？對營養有何特殊要求？對溫度和pH有何要求？對氣體環境有何要求？
22．動物細胞培養有何實際應用？
23．什麼是動物核移植？有哪兩各類型？哪種更容易？基本原理是什麼？克隆動物屬於無性還是有性繁殖？有何優點？是對供體100%的複製嗎？
24．動物體細胞核移植的大致過程是怎樣的？供體細胞一般選用傳代10代以內的原因是什麼？選擇幼齡動物的原因是什麼？受體細胞一般選擇什麼細胞？有何優點？受體細胞去核的目的是什麼？
25．體細胞核移植技術有哪些應用？試舉例。還存在哪些問題？
26．什麼是動物細胞融合？最常用的誘導劑是什麼？基本原理是什麼？大致過程是怎樣的？融合的動物細胞能發育成完整個體嗎？
27．單克隆抗體製備過程中小鼠需作何處理？目的是什麼？細胞兩兩融合的結果有幾種？兩次篩選的目的分別是什麼？獲得抗體的方法有哪兩種？
28．雜交瘤細胞有何特點？單克隆抗體的優點是什麼?有何應用？
專題3胚胎工程
1．什麼是胚胎工程？包括哪些常用技術？
2．哺乳動物精子的發生場所是哪裡？雄性動物的生殖細胞的增殖時期是什麼時候？精子的發生過程大體經過哪3個階段？成熟精子的各部分是由什麼分化而來？
3．卵子的發生場所是哪裡？卵原細胞從何即開始增殖?減數第一次分裂在什麼時候完成的?減數第二次分裂是在什麼時候完成的?兩次分裂是連續的嗎?判斷卵子是否受精的標誌是什麼？為什麼一般只看到兩個極體？
4．一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子?排卵是指卵子從卵泡中排出,還是指卵泡從卵巢中排出?剛排出的卵是成熟的卵子嗎?它在母體的什麼部位與精子受精?
5．什麼是受精作用?包括哪兩個階段?場所是哪裡?
6．受精前精子要作何準備?卵子要做何準備?畫出一個具備受精能力的卵母細胞示意圖。
7．防止多精入卵的兩道屏障分別是什麼？受精作用的實質是什麼?完成的標誌是什麼?
8．受精卵的分裂方式是什麼？什麼是卵裂期？其特點是什麼？什麼是桑椹胚？桑椹胚的細胞屬於什麼細胞？胚胎細胞在什麼時期開始分化？構成囊胚的內細胞團和滋養層細胞分別會發育成什麼？什麼是孵化？原腸胚已經有了什麼分化？細胞分化在什麼時期達到最大限度？
1．試管牛是有性生殖還是無性生殖？克隆動物呢？
2．卵母細胞的採集哪3種方法？採集的卵母細胞能直接與獲能的精子受精嗎？
3．精子的採集方法有哪3種？採集的精子需作何處理？有哪兩種方法？分別適用於什麼動物？
4．體外受精需要在什麼溶液中進行？大致過程是怎樣的？
5．哺乳動物胚胎的培養液一般含有什麼成分？（六菜一湯）
1．什麼是胚胎移植？可供移植的胚胎有哪些來源？該過程誰是供體？誰是受體？胚胎移植實際上是個什麼過程？其實質是什麼？胚胎工程的最後一道「工序」是？
6．一般胚胎發育到什麼程度可供移植？人的胚胎一般在哪個發育階段移植？
2．胚胎移植的優勢是什麼？生理學基礎包括哪4個方面內容？
3．牛胚胎移植過程對供體和受體分別有何要求？需要對供體和受體作何處理？該過程用到的激素是什麼？為了獲得更多的早期胚胎還需要對供體作何處理？用到的激素是什麼？什麼是衝卵？胚胎的保存需要什麼條件？
4．什麼是胚胎分割？胚胎分割技術屬於無性繁殖還是有性繁殖？什麼樣的胚胎適合進行胚胎分割？囊胚階段的胚胎要進行分割要特別注意什麼？鑑定性別取哪部分的細胞？滋養層也需要均等分割嗎？
5．胚胎幹細胞的來源有哪些？胚胎幹細胞在形態和功能上分別有何特性？有何應用？
專題4生物技術的安全性和倫理問題
1．面對轉基因技術的利和弊，我們的正確做法是什麼？
2．對待複製人，我國政府的態度是什麼？什麼是設計試管嬰兒？
3．我國政府對待生物武器的態度是什麼？
專題5生態工程
1．生態工程的目的是什麼？生態工程的優點是什麼？
2．生態工程所遵循的基本原理有哪些？試舉例說明。
選修3《現代生物科技專題》答案
1.1DNA重組技術的基本工具
1.基因工程又叫DNA重組技術，原理是基因重組。優點是可以打破物種界限，定向改造生物的性狀。
2.不同生物的DNA能拼接的原因是DNA都是雙螺旋結構、都由四種脫氧核苷酸組成。轉基因能在受體細胞中表達是因為地球上的所有生物幾乎共用同一套遺傳密碼子。
3.「分子手術刀」是指限制性核酸內切酶，簡稱限制酶。在基因工程中用於切割目的基因和運載體。該酶主要從原核生物中獲得。作用部位是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。該酶識別的序列長度是4、5、6、8個核苷酸，切割的結果是產生平末端或黏性末端。
4. 「分子縫合針」是指DNA連接酶，作用是連接雙鏈DNA片段。可以分為E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩類，前者只能連接黏性末端，後者能連接黏性末端和平末端。作用部位是磷酸二酯鍵。DNA聚合酶的作用是將脫氧核苷酸聚合成DNA長鏈。
5. 「分子運輸車」是指運載體，常用的運載體有質粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等。質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立於細菌擬核DNA之外的，並具有自我複製能力的很小的雙鏈環狀DNA分子。作為載體的質粒應該具備的條件：①能在受體細胞中自我複製，穩定保存；②有一個或多個限制酶切點，便於插入目的基因；③具有某些標記基因，便於篩選；④必須是安全的，不會對受體細胞有害。
1.2基因工程的基本操作程序
1.基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：①獲取目的基因；②構建表達載體（核心）；③導入受體細胞；④目的基因檢測與鑑定。
2.目的基因主要是編碼蛋白質的基因，如，與生物抗逆性相關的基因、與優良品質相關的基因。獲得方法有：①從基因文庫中獲取目的基因；②利用PCR技術擴增目的基因；③用化學方法直接人工合成。
3.將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。若包含了一種生物的所有基因，這種基因文庫叫做基因組文庫；若只包含了一種生物的一部分基因，這種基因文庫叫做部分基因文庫，如cDNA文庫。可以根據目的基因的有關信息，如基因的核苷酸序列、基因的功能等特性從基因文庫中獲取目的基因。（基因庫是一個種群中所有個體所含有的全部基因）。
4. PCR的中文名稱是多聚酶鏈式反應，原理是DNA複製。應用的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物。需要的條件：熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）、模板、4種脫氧核苷酸、2種引物。大致過程經過變性→復性→延伸3個步驟。擴增的結果是目的基因呈指數形式擴增（約為2n，其中n為擴增循環次數）。
5.基因比較小，核苷酸序列已知，可以通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成。
6.一個完整的基因表達載體應該包括啟動子、終止子、目的基因和標記基因。啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA。終止子也是一段有特殊結構的DNA片段，使轉錄在所需要的地方停下來。標記基因的作用是便於重組載體的鑑定和選擇。（起始密碼子是指mRNA上的3個鹼基，作為翻譯的起點；終止密碼子是翻譯的終點）
7.目的基因進入受體細胞內，並且在受體細胞內維持穩定和表達的過客中，稱為轉化。轉化植物細胞常用的方法：①農桿菌轉化法：適用於雙子葉植物、裸子植物和少數單子葉植物，比較經濟有效。②基因槍法：適用於單子葉植物，但成本較高。③花粉管通道法：適用於被子植物，比較簡便經濟。
8.轉化動物細胞一般用顯微注射法，常用受精卵作為受體細胞。
9.轉化微生物細胞一般受用感受態法：用Ca2+（一般用CaCl2溶液）處理微生物，使細胞處於一種能吸收周圍環境中的DNA分子的生理狀態。選用大腸桿菌作為受體是因為其繁殖快、為單細胞、遺傳物質相對較少。
10.目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵是轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因。檢測方法是DNA分子雜交，通常選用單鏈的DNA作為探針。檢測目的基因是否轉錄出mRNA的方法是DNA-RNA分子雜交。檢測目的基因是否翻譯成蛋白質的方法是抗原-抗體雜交。
11.除了分子水平的檢測，有時還要進行個體水平的檢測，例如，轉基因抗蟲棉還需要做抗蟲實驗。
1.3基因工程的應用
1.植物基因工程的應用實例有：①抗蟲；②抗病；③抗逆；④改良品質。
2.動物基因工程的應用實例有：①提高生長速度；②改良品質；③生產藥物；④作器官供體。
3.基因工程獲得的藥物有：胰島素、白細胞介素、幹擾素、B肝疫苗等。（幹擾素是白細胞產生的一種糖蛋白）。
4.基因治療是把正常人的基因導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能，從而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。分為兩類：①體外基因治療：在體外完成轉基因再輸入患者體內；②體內基因治療：直接向人體組織細胞中轉移基因。
1.4蛋白質工程的崛起
1.蛋白質工程崛起的緣由是：基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質，這些天然蛋白質的結構和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產和生活的需要。
2.蛋白質工程的目標是根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。它的基因途徑是：從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質結構→推測應有的胺基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）。蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關係作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或製造一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活的需求。蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。應用實例：速效型胰島素、蛋白質電子原件等。
2.1植物細胞工程
1.細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人的意願改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。根據操作對象不同，可以分為植物細胞工程和動物細胞工程。
2.脫分化是已經分化的細胞失去其特有的結構和功能而轉變成未分化細胞的過程。愈傷組織細胞特點：細胞排列疏鬆而無規則，高度液泡化的呈無定形狀態的薄壁細胞。
3.植物組織培養就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養在人工配製的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。大致過程：外植體經脫分化形成愈傷組織，愈傷組織再分化形成胚狀體或叢芽，再經生長成為完整植株。基本原理是植物細胞的全能性。
4.細胞的全能性是指已經分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能。理論上具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有全能性。未離體的組織細胞不能表現全能性的原因是基因進行了選擇性表達。
5. 「胡蘿蔔組織培養」要無菌操作的目的是防止雜菌與培養物爭奪營養，雜菌產生的有害物質會導致培養物死亡。切取胡蘿蔔塊時強調要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。
6.植物組織培養的基本條件有離體、無菌、一定的營養、溫度、pH、光照等。
7.植物組織培養的培養基一般含有無機營養成分、有機營養成分、激素（生長素和細胞分裂素）、瓊脂四部分。還要注意控制好溫度、pH、光照（誘導愈傷組織一般要避光）等。
8.植物體細胞雜交就是將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，並把雜種細胞培育成新的植物體的技術。基本原理是細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。屬於染色體（數目）變異。優點是可以克服遠緣雜交不親和的障礙。實例有白菜-甘藍、胡蘿蔔-羊角芹等。
9.原生質體是指去掉細胞壁的植物細胞。獲得方法是用纖維素酶和果膠酶處理。去壁時應該在等滲或高滲溶液中進行，防止原生質體吸水漲破。誘導融合的方法一般有兩類：①物理方法：離心、振動、電擊等；②化學方法：用聚乙二醇作為誘導劑。誘導成功的標誌是雜種細胞再生細胞壁（可通過觀察雜種細胞是否會吸水漲破來判斷成功與否）。
10.微型繁殖採用的是植物組織培養技術，優點有高效性、可以保持親本的優良特性。
11.作物脫毒一般選用植物的莖尖進行組織培養，原因是該部分可能不帶病毒。（抗毒苗是通過基因工程獲得的）。
12.人工種子是以植物組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經過人工薄膜包裝得到的種子。人工種皮一般含有適量養分、無機鹽、有機碳源、農藥、抗生素、有益菌、植物生長調節劑等。人工種子的優點有①可以完全保持優良品種的遺傳特性；②不受季節、氣候和地域限制；③可以方便地貯藏和運輸。
13.單倍體育種的2個關鍵步驟：①花葯離體培養（獲得單倍體）；②人工誘導染色體加倍（使單倍體可育）。其原理是染色體（數目）變異。優點是可以明顯縮短育種年限（一般得到是純合體）。
14.在作物育種中，可以對植物的愈傷組織進行化學或物理的誘變處理，促使其發生突變，再通過分化形成植物，從這些植物中篩選出高抗、高產、優質的突變體，就可以培育成新品種。
15.細胞產物的獲得一般需要將外植體培養到愈傷組織階段即可，不需要培養成植株。實例有人參皂甙、紫草素等。
2.2動物細胞工程
1.動物細胞培養是從動物機體取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然後，放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和增殖。基本原理是細胞增殖。
2.將成塊動物組織分散成單個細胞的方法是用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。目的是解除細胞間的接觸抑制，還有利於細胞從培養液中獲得營養物質。
3.懸液中分散的細胞很快會貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。這要求培養瓶或培養皿的內表面光滑、無毒，易於貼附。
4.當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制。解除方法是用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。癌細胞沒有接觸抑制，是由癌細胞表面糖蛋白減少所致。
5.人們通常將動物組織消化後的初次培養稱為原代培養，分瓶繼續培養稱為傳代培養。一般來說，細胞在傳到10~50代左右時，增殖會逐漸緩慢，以至於完全停止，部分細胞的細胞核型可能會發生變化。目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常為10代以內，以保持細胞正常的二倍體核型。
6.動物細胞培養的條件：①無菌、無毒的環境：培養液和培養用具進行無菌處理、培養液中添加一定量的抗生素、定期更換培養液。②營養：糖、胺基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等，特別要加入血清、血漿等一些天然成分。③溫度和pH：哺乳動物多以36.5±0.5℃為宜，pH為7.2~7.4。④氣體環境：95%空氣+5%CO2（CO2的主要作用是維持培養液的pH）。
7.動物細胞培養的應用實例：①獲得生物製品：如病毒疫苗、幹擾素等；②檢測有毒物質；③用於生理、病理、藥理研究。
8.動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組並發育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發育為動物個體。分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植兩種類型。由於動物胚胎細胞分化程序低，恢復全能性相對容易。基本原理是動物細胞核的全能性。克隆動物屬於無性繁殖，優點是可以保持供體親本的優良特性。克隆動物並不是對體細胞供體動物100%的複製，因為核外還有少量DNA，另外，後代個體的表現還受環境影響。
9.動物體細胞核移植：供體細胞一般選用傳代10代以內的，是因為10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型。一般選擇幼齡動物的、分化程度低的組織細胞作為供體更易於培養。受體細胞一般選擇MII期的卵母細胞（因為MII期卵母細胞核的位置靠近第一極體，用微型吸管可一併吸出細胞核與第一極體；卵母細胞中含有核全能性表達所需的營養物質）。
10.體細胞核移植技術的應用實例：加速家畜遺傳改良進程、保護瀕危物種、作為生物反應器、作為器官移植供體等。存在的問題有：成功率仍然比較低，克隆動物還存在健康問題。
11.動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。基本原理是細胞膜的流動性。優點是突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。誘導融合常用的誘導因素有聚乙二醇（PEG）、滅活的病毒、電激等。
12.單克隆抗體製備過程中小鼠需作免疫處理，目的是讓其體內形成相應的效應B細胞。細胞兩兩融合的結果有3種：B-B、瘤-瘤、雜交瘤。需要兩次篩選：第一次篩選是為了獲得雜交瘤細胞，第二次篩選是為了獲得能產生單一性抗體的雜交瘤細胞。
13.雜交瘤細胞的特點是既能產生抗體又能無限增殖。單克隆抗體的優點是特異性強、靈敏度高、並可能大量製備。具體應用有：①作為診斷試劑：如「早早孕診斷試劑盒」，具有準確、高效、簡易、快速的優點。②用於治療疾病和運載藥物：如「生物飛彈」，藉助單克隆抗體的導向作用。
3.1體內受精和早期胚胎發育
1.胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎幹細胞培養等技術。
2.哺乳動物精子的發生場所是睪丸，雄性動物生殖細胞的增殖時期是從初情期（相當於人的青春期）開始直到生殖機能衰退。精子的發生過程大體經過3個階段：①第一階段：精原細胞經過數次有絲分裂，產生大量的精原細胞，部分形成初級精母細胞；②第二階段：初級精母細胞連續進行兩次細胞分裂形成精細胞；③第三階段：精細胞變形成為精子。細胞核變為精子頭的主要部分，高爾基體發育為頭部的頂體，中心體演變為精子的尾，線粒體聚集在尾的基部形成線粒體鞘，細胞內的其他物質濃縮為球狀叫做原生質滴。
3.卵子的發生是在雌性動物的卵巢內完成的。卵原細胞從動物的胚胎性別分化以後（胎兒期），即開始通過有絲分裂增殖。減數第一次分裂是在雌性動物排卵前後完成的，減數第二次分裂是在精子和卵子結合的過程中完成的。兩次分裂是不連續的。
4.一個卵泡中能形成一個成熟的卵子。排卵是指卵子從卵泡中排出。剛排出的卵不是成熟的卵子，它在母體的輸卵管內與精子受精。
5.受精是精子與卵子結合形成合子（即受精卵）的過程，它包括受精前的準備階段和受精階段。自然條件下，受精是在雌性輸卵管內完成的。
6.受精前精子要獲能，卵子要達到減數第二次分裂的中期。
7.防止多精入卵的兩道屏障：①透明帶反應：在精子觸及卵黃膜的瞬間，會產生阻止後來的精子進入透明帶的生理反應；②卵細胞膜反應：精子入卵後，卵細胞膜會立即發生一種生理反應，拒絕其他精子再進入卵內。受精作用的實質是精子的核與卵細胞的核相融合的過程。完成的標誌是在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體（第一極體一般不再繼續分裂）。
8.受精卵的分裂方式是有絲分裂。胚胎發育的早期有一段時間是在透明帶內進行的，稱為卵裂期。其特點是：細胞分裂方式為有絲分裂，細胞的數量不斷增加，但胚胎的總體積並不增加，或略有縮小。當胚胎細胞數目達到32個左右時，形似桑椹，叫做桑椹胚，這一階段前的每一個細胞都具有發育成完整胚胎的潛能，屬於全能細胞。胚胎細胞在囊胚期開始出現分化。構成囊胚的內細胞團將來發育成胎兒的各種組織，滋養層細胞將來發育成胎膜和胎盤。囊胚進一步擴大，會導致透明帶的破裂，胚胎從其中伸展出來，這一過程叫做孵化。原腸胚已經有了胚層的分化，此時期細胞分化達到最大限度。
3.2體外受精和早期胚胎培養
1.試管牛是有性生殖，克隆動物屬於無性繁殖。
2.卵母細胞採集的3種方法：①從輸卵管中衝取卵子；②從屠宰母畜的卵巢中採集；③直接從活體動物卵巢中吸取。只有從輸卵管中採集的卵母細胞能直接與獲能的精子受精。
3.精子採集的3種方法：①假陰道法；②手握法；③電刺激法。採集的精子需進行獲能處理，兩種方法：①培養法：對於齧齒動物、家兔和豬等，用人工配製的獲能液中；②化學誘導法：對於牛、羊等，用一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中。
4.體外受精需要在獲能溶液或專用的受精溶液中完成。
5.哺乳動物胚胎的培養液一般含有無機鹽、有機鹽、維生素、激素、胺基酸、核苷酸、血清等（六菜一湯）。不同動物胚胎移植的時間不同：人的體外受精胚胎可在8~16個細胞階段移植，牛、羊一般要培養到桑椹胚階段或囊胚階段才進行移植，小鼠和家兔等實驗動物可在更早的階段移植。
3.3胚胎工程的應用及前景
1.胚胎移植是指將雌性動物體內的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態相同的其他雌性動物的體內，使之繼續發育為新個體的技術。提供胚胎的個體稱為供體（包括提供卵細胞的雌性個體和提供精子的雄性個體），接受胚胎的個體叫受體。胚胎移植實際上是生產胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖後代的過程。胚胎移植是胚胎工程其他技術的最後一道「工序」。
2.胚胎移植的優勢是可以充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力。其生理學基礎包括以下4個方面：①哺乳動物發情排卵後的生理變化是相同的，為供體胚胎移入提供了相同的生理環境；②哺乳動物早期胚胎形成後早期處於游離狀態，為胚胎收集提供了可能；③受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應，這胚胎在受體內的存活提供了可能；④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯繫，遺傳特性不受任何影響。
3.牛胚胎移植過程：選擇遺傳性能和生產性能優秀的個體作為供體，選擇有健康的體質和正常繁殖能力的個體作為受體。需要對供體和受體做同期發情處理，一般用孕激素或前列腺素。為了獲得更多的早期胚胎還需要對供體做超數排卵處理，一般用促性腺激素。衝卵是用特製裝置把供體母牛子宮中的胚胎衝洗出來。胚胎保存一般放入-196℃的液氮中。
4.胚胎分割是指採用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一。進行胚胎分割時，應選擇發育良好、形態正常的桑椹胚或囊胚。在對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內細胞團均等分割，否則會影響分割後胚胎的恢復和進一步發育。
5.哺乳動物的胚胎幹細胞簡稱ES或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。在形態上，表現為體積小、細胞核大、核仁明顯；在功能上，具有發育的全能性，即可以分化為成年動物體內任何一種組織細胞。可以用於治療人類的某些頑症，可以誘導分化作器官供體，也是研究體外細胞分化的理想材料。
1.面對轉基因技術的利和弊，我們的正確做法：趨利避害，不能因噎廢食。
2.對待複製人，我國政府的態度：禁止生殖性複製人 。一再重申四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性複製人的實驗。但中國不反對治療性克隆。設計試管嬰兒是指在試管嬰兒植入前對胚胎進行遺傳學診斷。
3.我國政府對待生物武器的態度：在任何情況下不發展、不生產、不儲存生物武器，並反對生物武器及其技術和設備的擴散。
1.生態工程建設的目的是遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境汙染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。生態工程的優點是少消耗、多效益、可持續。
2.生態工程所遵循的基本原理：①物質循環再生原理：「無廢棄物農業」；②物種多樣性原理：一般而言，物種繁多而複雜的生態系統具有較高的抵抗力穩定性；③協調與平衡原理：考慮環境容納量；④整體性原理：著眼於自然-社會-經濟複合系統；⑤系統學和工程學原理：a.系統的決定功能原理：優化組合，合理搭配；b.系統的整體性原理：1+1>2。