2.3胚胎工程同步练习-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3（含解析）

胚胎工程
基础检测
1.如图是哺乳动物胚胎发育过程中某一阶段的示意图，下列有关叙述正确的是( )
A.图中细胞还没有分化，图中①②③依次为透明带、滋养层内细胞团
B.图中③可发育成胎膜和胎盘
C.此图为卵裂期，遗传物质未发生变化
D.胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化
2.下图表示牛胚胎移植的流程，其中①~④表示相应的操作过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①注射相关激素，使供、受体同期发情
B.过程②注射促性腺激素，达到超数排卵的目的
C.过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D.过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
3.下列关于研究人员采用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术手段扩大繁殖珍稀动物大熊猫的叙述，错误的是( )
A.大熊猫胚胎移植到母猫体内的种间妊娠有利于扩大繁殖
B.胚胎移植应在桑甚胚或囊胚阶段甚至是更早时期进行移植
C.胚胎分割产生的多个胚胎其核遗传物质完全相同
D.用胰蛋白酶将囊胚中的内细胞团细胞分散开可用于胚胎分割
4.原肠胚形成期被称为人体胚胎发育的“黑匣子”时期。研究人员利用胚胎干细胞，在实验室中制造出不能发育成完整胚胎的“拟原肠胚”模型，用来揭示人类早期胚胎发育的过程。下列说法错误的是( )
A.滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘
B.利用核移植所得胚胎干细胞，可以诱导发育成适合移植的器官
C.对原肠胚进行胚胎分割，可以提高移植胚胎的利用率
D.该模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响
5.胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业、制药业等领域发挥重要作用。下列叙述正确的是( )
A.囊胚期细胞分化是由遗传物质的改交引起的
B.胚胎培养是胚胎工程的最终技术环节
C.进行胚胎分割时，需将待分割胚胎放置在含血清的操作液中
D.胚胎分割所需要的主要仪器设备为光学显微镜
知识巩固
6.胎牛血清（FBS）是天然的培养基，能够在多种动物卵母细胞的成熟过程中提供足够的营养物质。如表是后期胚胎培养液（CR2后液）中添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响情况，下列叙述正确的是( )
胎牛血清（FBS）的不同浓度对牛核移植胚胎发育的影响
组别 培养液 卵裂率/% 囊胚率/%
对照组 CR2后液 59.17±1.34 13.53±2.04
实验组1 10%FBS+CR2后液 62.14±1.78 13.78±2.77
实验组2 20%FBS+CR2后液 68.95±4.15 26.09±2.20
实验组3 30%FBS+CR2后液 62.02±8.64 8.78±3.20
A.若统计每组实验的桑葚胚率，其数值应小于囊胚率
B.添加20%FBS是促进核移植胚胎发育的最适浓度
C.胚胎培养过程要在CO2培养箱中进行
D.添加不同浓度的FBS对卵裂率和囊胚率均有促进作用
7.进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。为迅速扩大高产奶牛的数量，所做处理符合胚胎移植要求的是( )
A.用促性腺激素对供体和受体母牛做超数排卵处理
B.在对原肠胚阶段的胚胎进行分割时，需将内细胞团均等分割
C.胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关
D.待移植的胚胎、可移植到不同种但生理状态相同的雌性动物体内
8.胚胎分割技术是胚胎工程的重要应用之一，在性别鉴定和遗传病筛查等方面有重要意义。如图表示胚胎分割过程，下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎分割技术需要借助显微设备进行操作
B.进行胚胎分割时要将图中结构①均等分割
C.胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
D.乙过程表示性别鉴定，所取样本来自结构③
9.我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中，培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪（如图所示），这项研究的最终目的是在动物体内培养人体器官用于器官移植。下列相关叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞培养过程中细胞会因接触抑制而停止分裂，需用胰蛋白酶处理后继续培养
B.采集的卵母细胞需培养至减数第一次分裂后期才能与获能精子受精，进而获得猪胚胎
C.从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能
D.该技术有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内，培育出完全由人体细胞组成的器官
10.研究人员探究不同冷冻处理方法对囊胚分割效果的影响，结果如下表，有关叙述正确的是( )
处理方法 分割成功率/% 半胚存活率/%
1 冷冻后分割 76.4 66.5
2 分割后冷冻 76.5 57.6
A.分割时，必须将内细胞团和透明带均等分割
B.胚胎冷冻后分割，更有利于提高分割成功率
C.半胚移植后，可与受体子宫建立正常的组织联系
D.同一胚胎分割获得的不同个体性状都是相同的
能力提升
11.请根据用不同方法培育优良种牛的过程图解（其中①~⑤表示操作过程）判断下列相关叙述错误的是( )
A.图中①涉及的精子需进行获能处理
B.图中④过程所用的技术有胚胎分割和胚胎移植
C.图中a、b、c分别代表囊胚的内细胞团、囊胚腔、滋养层
D.受精卵应在培养液中培养一段时间后再进行胚胎移植，培养液的成分包括维生素、蛋白质、无机盐和糖类、氨基酸等
12.卵胞浆内单精子显微注射技术（ICSI）是通过显微操作技术将单个精子注射到卵母细胞的胞浆内，使精卵结合受精，并将受精卵体外培养形成早期胚胎移植入母体子宫内的一种较为精细、尖端的辅助生殖技术，以其高效性被广泛应用于生产、科研和医学的诸多领域。下列有关该技术的叙述中，错误的是( )
A.该技术所使用的卵母细胞需要培养到MⅡ期
B.该技术主要解决了一些异常精子不能突破透明带这一屏障的问题
C.体外培养的条件包括营养充足、温度和pH及气体环境适宜
D.该技术中，用原肠胚移植成功的概率高于囊胚或桑椹胚
13.线粒体移植疗法（MRT）是将患病母亲卵细胞的核DNA及纺锤体一并移植到仅携带健康线粒体DNA的供体卵细胞（其细胞核DNA已被移除）中，之后再使该卵子受精获得受精卵。MRT可防止线粒体基因突变在母婴之间遗传。下列相关说法错误的是( )
A.从遗传物质的来源角度该方法获得的为“三亲试管婴儿”，因而引起伦理争议
B.患病母亲卵细胞与供体卵细胞需要进行同步发育处理
C.从输卵管冲取的卵细胞经过核移植后不需要再进行处理即可与获能精子发生受精反应
D.线粒体移植疗法获得的受精卵需要直接移植到母体子宫内
14.英国纽卡斯尔大学约翰·伯恩教授领导的研究小组已从人的皮肤细胞中提取出细胞核，然后将其植入几乎被完全剔除了遗传信息的牛卵母细胞中，从而培育出人兽混合胚胎。该胚胎发育到第三天时已含有32个细胞，研究人员希望它能继续生长到第六天，再从胚胎中提取干细胞供医学研究使用。请回答下列问题：
（1）混合胚胎的基因中，99%以上的基因来自人类，只有不到1%的基因来自牛，这1%牛的基因位于_____（填具体部位）中。进行体细胞核移植时通常选用卵母细胞作为受体细胞，除了卵母细胞体积大、易操作、营养物质含量高外，还因为它含有_____。
（2）核移植过程中，采集的牛的卵母细胞需在体外培养至_____期，再通过显微操作去除其细胞中的核。将人皮肤细胞的细胞核植入牛的去核卵母细胞后，用物理或化学方法激活受体细胞，其目的是_____。
（3）体外培养重组卵母细胞时，需要在怎样的条件下进行？_____（填写两种条件）。重组卵母细胞发育成早期胚胎过程中，_____胚阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。
（4）囊胚中的_____细胞属于胚胎干细胞。在培养液中加入_____可诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
15.如图为通过胚胎工程繁殖良种牛部分过程的示意图。回答下列问题：
（1）为使供体母牛超数排卵，需要给它注射的促排卵剂的主要成分是____。
（2）在进行胚胎分割时，应选择发育良好的____分割早期胚胎的方法是____。
（3）理论上，图中所获得的子代良种牛性状是否有明显差异？____（填“是”或“否”），原因是____。
（4）（多选）有关上述过程，下列表述错误的是( )
A.子代良种牛的优良性状仅由供体母牛决定
B.受体母牛也需要注射激素，使其处于发情、备孕的适宜状态
C.胚胎被移植到受体母牛之前，需为受体母牛注射免疫抑制剂
D.若利用图中所示技术繁殖人类的后代，不存在技术和伦理问题
答案以及解析
1.答案：D
解析：图示为囊胚阶段示意图，囊胚期细胞开始出现分化，图中①是透明带，②是滋养层，③是内细胞团，A、C错误；③是内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，B错误；①是透明带，胚胎从透明带中伸展出来的过程叫作孵化，D正确。
2.答案：C
解析：A、图中过程①表示供、受体同期发情处理，该过程需要注射雌性激素，A正确；
B、过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵，B正确；
C、过程③主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎，C错误；
D、过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎，D正确。
故选：C。
3.答案：D
解析：大熊猫胚胎移植到母猫体内的种间妊娠，雌大熊猫无需妊娠可产更多的卵细胞，有利于扩大繁殖，A叙述正确；胚胎移植应在原肠胚以前，一般在桑葚胚或囊胚阶段，也可能在更早的时期，B叙述正确；胚胎分割是指采用机械法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胚或多胚的技术，多个胚胎是由一个受精卵形成的，所以基因型都相同，其核中遗传物质应完全一样，C叙述正确；进行胚胎分割时，可以采用分割针或分割刀将囊胚中的内细胞团切开成相同的几部分，而不用胰蛋白酶处理成单个细胞，D叙述错误。
4.答案：C
解析：A、滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘，A正确；
B、利用核移植所得胚胎干细胞，可以诱导发育成适合移植的器官，可减少免疫排斥反应，B正确；
C、胚胎分割时应该选择形态正常、发育良好的桑葚胚或囊胚，C错误；
D、“拟原肠胚”模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响，D正确。
故选C。
5.答案：C
解析：囊胚期细胞开始分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，但遗传物质一般不变，A错误；
胚胎移植是胚胎工程的最终技术环节，B错误；
进行胚胎分割时，待分割胚胎应放在含质量分数为10%～20%血清的操作液中，C正确；
胚胎分割所需要的主要仪器设备为显微操作仪，而不是光学显微镜，D错误。
6.答案：C
解析：由题表知，该实验只研究了添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响，从表中数据无法得出桑葚胚率小于囊胚率，A错误；表中信息显示：添加20%FBS的实验组2，其卵裂率和囊胚率都高于对照组和其他实验组，说明添加20%FBS对牛核移植胚胎发育有促进作用，但不能据此确定该浓度即为最适浓度，应在该浓度两侧缩小浓度范围继续进行实验，B错误；通常将重组细胞置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养，C正确；表中信息显示：各实验组的卵裂率均高于对照组，说明添加不同浓度的FBS对卵裂率均有促进作用，实验组1、2的囊胚率高于对照组，实验组3的囊胚率低于对照组，说明在一定浓度范围内，随添加的FBS浓度的升高对囊胚率有促进作用，但超过相应浓度范围会起抑制作用，D错误。
7.答案：C
解析：A、胚胎移植过程中，需对供体和受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理，使供、受体生殖器官的生理变化相同，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境；用促性腺激素，对供体母牛做超数排卵处理，使供体母牛排出更多的卵子，A错误；
B、在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，需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，B错误；
C、胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关，C正确；
D、根据胚胎移植的概念，待移植的胚胎，需移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内；若移植到不同种的雌性动物体内，则由于存在免疫排斥而导致胚胎不能存活，D错误。
故选C。
8.答案：B
解析：胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪，A正确；在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将结构④内细胞团均等分割，B错误；同一胚胎经分割、移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有发生减数分裂和有性生殖细胞的结合，所以属于无性生殖或克隆，C正确；胚胎移植前进行性别鉴定的方法是取结构③滋养层细胞做DNA分析，D正确。
9.答案：B
解析：动物细胞培养过程中会因接触抑制而停止分裂增殖，需要用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理后继续培养，A正确；体外受精时，需要将采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂第二次分裂中期，才可以与获能精子完成受精作用，进而获得猪胚胎，B错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，故从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能，C正确；据“猪—猴嵌合体”仔猪培育技术推测，将人的胚胎干细胞注入猪的胚胎中，可以制造出完全由人体细胞组成的器官，该研究能够解决器官移植的供体不足问题以及避免器官移植中的排斥反应，D正确。
10.答案：C
解析：胚胎工程是指对动物生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞所进行的多种显微操作和处理技术，包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术。胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。分割时，必须将内细胞团均等分割，囊胚阶段的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果分割不均匀，会影响胚胎发育，A错误；
从表格中可知，胚胎冷冻后分割和分割后冷冻，分割成功率差不多（76.4%、76.5%），B错误；
受体经过了同期发情处理，半胚移植后，可与受体子宫建立正常的组织联系，C正确；
同一胚胎分割获得的不同个体基因型理论上是一样的，但是，它们的表型不一定一样，因为表型与基因和环境都有关，D错误。
11.答案：C
解析：图中①过程指的是获能的精子与成熟卵细胞结合成合子，完成受精作用的过程，A正确；由一个囊胚得到两个或多个个体的过程，要用到胚胎分割和胚胎移植技术，B正确；图中a、b、c分别代表囊胚的滋养层、囊胚腔、内细胞团，C错误；受精卵应在含维生素、氨基酸、蛋白质、无机盐和糖类的培养液中培养一段时间后再进行胚胎移植，D正确。
12.答案：D
解析：本题考查胚胎工程。该技术实际上是体外受精技术，与精子体外结合的卵母细胞要培养到MⅡ期才有结合的能力，A正确；该技术解决了因精子活力不足，而无法发生顶体反应穿过放射冠和透明带的问题，B正确；动物细胞体外培养需要保证营养充足、温度和pH及气体环境条件适宜等，C正确；原肠胚分化程度高于囊胚和桑椹胚，正常情况下原肠胚时期的胚胎已经和母体形成紧密的联系，不适合再进行胚胎移植，D错误。
13.答案：D
解析：本题考查胚胎工程的相关原理和操作。经MRT获得的试管婴儿细胞核遗传物质来自患病母亲和父亲，线粒体DNA来自供体卵细胞，为“三亲试管婴儿”，会带来一些伦理争议，A正确；患病母亲卵细胞细胞核与供体去核卵细胞进行重新组合后，要进行受精作用，所以其生理状态应该相同，发育状况要同步，B正确；从输卵管冲取的卵细胞是可以直接进行受精作用的卵细胞，不需要再进行处理，C正确；受精卵需要培养到囊胚或合适的移植时期，不能进行直接移植，D错误。
14.答案：（1）卵母细胞细胞质中的线粒体；促进细胞核全能性表达的物质
（2）减数第二次分裂中（或MⅡ）；使其完成细胞分裂和发育进程
（3）无菌、无毒的环境；营养充足；适宜的温度和pH；适宜的气体环境（答出两种即可）；桑椹
（4）内细胞团；分化诱导因子
解析：（1）重组胚胎由人体细胞核和牛的卵母细胞的细胞质融合、发育而来，故重组胚胎的基因中有99%以上来自人类的体细胞核，只有不到1%的基因来自牛的卵母细胞细胞质中的线粒体。卵母细胞体积大、易操作、营养物质含量高，细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质，因此体细胞核移植中常用卵母细胞作为受体细胞。
（2）核移植过程中，采集的牛的卵母细胞需在体外培养至减数第二次分裂中期（或MⅡ期）。将供体细胞核植入去核卵母细胞后，用物理或化学方法激活受体细胞，其目的是使其完成细胞分裂和发育进程。
（3）体外培养重组卵母细胞所使用的是动物细胞培养技术，需要在无菌、无毒、营养充足、适宜的温度和pH及适宜的气体环境等条件下进行。在桑椹胚阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。
（4）哺乳动物囊胚中的内细胞团细胞属于胚胎干细胞。胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下能分化成不同类型的组织、器官。
15.答案：（1）促性腺激素
（2）桑葚胚或囊胚；在显微镜下，用分割针或分割刀分割
（3）否；经过胚胎分割得到的胚胎，其细胞核中遗传物质相同，因而理论上发育成的个体性状基本相同
（4）ACD
解析：（1）为使供体母牛超数排卵，需要给它注射促性腺激素，因此促排卵剂的主要成分是促性腺激素。
（2）在进行胚胎分割时，应选择发育良好的桑葚胚或囊胚。早期胚胎分割的方法：选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下，用分割针或分割刀分割胚胎。
（3）分析题图可知，图中利用胚胎分割技术所获得的子代良种牛都来自同一个早期胚胎，细胞核中遗传物质相同，因而发育成的个体性状相似，没有明显差异。
（4）分析题图可知，图中的子代良种牛来自供体母牛的早期胚胎，经过胚胎分割移植后形成，而早期胚胎可能是由受精卵发育而来的，其优良性状则由供体母牛和优良的配种公牛共同决定，A错误；在胚胎移植时，供体、受体母牛要处于相同的生理状态，因此受体母牛也需要注射激素，使其处于发情、备孕的适宜状态，B正确；胚胎移植过程中，受体对移入子宫的早期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，因此胚胎被移植到受体母牛之前，不需要为受体母牛注射免疫抑制剂，C错误；若利用图中所示技术繁殖人类的后代，属于生殖性克隆，存在技术和伦理问题，D错误。