2.3.2 胚胎工程技术及其应用-课后训练-（人教版2019选择性必修3）（含解析）

2.3.2 胚胎工程技术及其应用
[基础达标]
题组一　试管动物技术及体外受精
1．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是(　　)
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
2．如图为我国科学家培育克隆猴的基本步骤，下列相关叙述错误的是(　　)
A．待重组细胞发育至原肠胚阶段才能进行胚胎移植
B．对A猴进行超数排卵处理可获得较多的卵母细胞
C．试管猴和克隆猴都需要将猴卵母细胞培养至MⅡ期
D．克隆猴的成功培育说明高度分化的动物体细胞核具有全能性
题组二　胚胎移植
3．下列关于胚胎工程的应用说法，不正确的是(　　)
A．胚胎工程技术包括胚胎移植、胚胎分割、体外受精等技术
B．试管牛的培育过程属于克隆过程
C．提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”
D．胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程
4．(2024·辽宁本溪期末)由于人类的活动，郊狼的生存受到了严重威胁，已到了濒临灭绝的边缘。科研人员利用如图所示流程培育出郊狼乙，该培育郊狼乙的流程中涉及多项生物技术。下列相关叙述正确的是(　　)
A．获取郊狼供体细胞的过程无需在无菌、无毒环境中进行
B．该流程可得出郊狼体细胞的细胞核和重组细胞都具有全能性
C．将胚胎植入代孕家犬前，代孕家犬需要注射促性腺激素释放激素和促性腺激素
D．郊狼乙的遗传物质与代孕家犬完全不同，与郊狼甲的完全相同
5．(2024·湖北武汉期末)多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析，下列相关叙述正确的是(　　)
A．胚胎移植前可取内细胞团的细胞鉴定性别
B．①过程得到的试管动物与供体母本性状相同
C．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良
D．②过程将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中，培育获得克隆动物是一种培育新物种的方式
6．下列关于胚胎移植的优点的叙述，错误的是(　　)
A．大大缩短了供体本身的繁殖周期
B．经一次移植多个胚胎得到的后代性状相同
C．充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
D．不受时间、地域限制，大量节省购买种畜的费用
7．(2024·河南安阳期末)2024年1月河南首例克隆羊“小龙”在商丘诞生。研究人员采集了大耳公羊“大龙”的皮肤组织，利用体细胞克隆技术获得克隆胚胎，并将胚胎移植到普通的波尔山羊的子宫内。150天后，克隆羊“小龙”顺利诞生，这标志着河南省家畜动物生物育种领域取得了新的突破。下列有关说法错误的是(　　)
A．克隆羊“小龙”的诞生体现了动物体细胞的细胞核具有全能性
B．应将皮肤组织细胞核植入培育到MⅡ期的去核卵母细胞中
C．体外培养胚胎需加入动物血清，并培育到原肠胚再进行移植
D．进行胚胎移植前，要对波尔山羊用激素处理使其同期发情
题组三　胚胎分割
8．(2024·黑龙江哈尔滨期末)广东省的两只华南虎成功实现了野外自主捕食，这表明“放虎归山”计划迈出了重要的一步。对濒危的华南虎进行人工繁育的过程用到了胚胎分割。下列关于胚胎分割的说法正确的是(　　)
A．可提高繁育率
B．可提高遗传的多样性
C．可选取发育良好的原肠胚进行
D．需保证滋养层均等分割
9．在胚胎工程中，胚胎分割能提高胚胎的利用率。下列关于胚胎分割的叙述，正确的是(　　)
A．胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚
B．胚胎分割时，需将原肠胚的内细胞团均等分割
C．胚胎分割移植所产生的后代的遗传物质不相同
D．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
[能力提升]
10．(2024·山东济南期末)胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示。下列分析正确的是(　　)
A．从良种公牛体内获得的精子可以直接与获能的卵细胞结合受精
B．早期囊胚a、b、c的基因型相同，可用滋养层细胞进行性别鉴定
C．胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从原肠胚细胞获得
D．胚胎移植时因受体几乎对胚胎无免疫排斥，因此无须使用免疫抑制剂
11．(2024·河北唐山期末)研究人员将雄鼠甲的体细胞转化为诱导多能干细胞(iPS)，然后选出性染色体中Y染色体自然消失的细胞(XO型)，并通过药物诱导X染色体复制，得到性染色体组成为XX的细胞，进而转化为卵细胞。用另一只雄鼠乙的精子使其受精，并将胚胎移植到雌鼠的子宫中。发育成的幼崽都能正常生长，且成年后具有生育能力。具体过程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．雄鼠甲体细胞诱导形成卵细胞的过程中，发生了染色体变异
B．通过步骤①获得的iPS细胞只能分化生成卵细胞
C．步骤②为受精卵培养，步骤③为胚胎移植
D．该技术可用于研究卵细胞的替代来源和治疗人类不育症等
12．如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答下列问题：
(1)胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的______________。对胚胎进行分割时，要特别注意将__________均等分割，否则会__________________________________。
(2)应用胚胎工程技术可以培育出试管牛。试管牛的培育需经过体外受精、____________、________以及在母体中发育和产出等过程。
(3)在试管牛的培育过程中，要使精子和卵子在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其________。另外，培养的卵母细胞需要发育至MⅡ期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和________。
(4)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是______________。
13．(2024·山东济南期末)下图为应用基因编辑去除CFTR基因(控制CFTR蛋白的合成)，获得患囊性纤维化的基因编辑小鼠4号的培育流程。请回答下列问题：
(1)对1号小鼠使用________进行超数排卵处理，培养收集处在________期的卵母细胞用于核移植。对卵母细胞进行去核操作的原因是_______________________________。
(2)采集2号小鼠的组织细胞，用__________________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是____________________。在细胞培养过程中，需要定期更换培养液的目的是____________________。
(3)图中显微注射将供体细胞注入去核的卵母细胞后，要通过__________法使两细胞融合，形成重构胚。重构胚一般需要培养至________阶段进行胚胎移植。
(4)胚胎移植作为胚胎工程最终技术环节，优势是____________________，为了获得更多的遗传背景一致的基因编辑4号小鼠，可以采用__________技术。
参考答案
【基础达标】
1．【答案】C　【解析】给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵细胞，A错误；从卵巢中采集的卵母细胞一般培养到成熟后才与精子共同培养完成受精，B错误；体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应受精溶液或获能液中受精，C正确；次级卵母细胞减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，D错误。
2.【答案】A　【解析】胚胎移植的时间为桑葚胚或囊胚时期，A错误；用促性腺激素对A猴进行超数排卵处理，可获得较多的卵母细胞，B正确；不论是试管猴(体外受精)还是克隆猴(核移植技术)，都要将采集到的卵母细胞体外培养到MⅡ期才可使用，C正确；克隆猴培育成功说明动物体细胞核具有全能性，即高度分化的动物体细胞核具有全能性，D正确。
3.【答案】B　【解析】 胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术，A正确；试管牛的培育过程属于有性生殖过程，而克隆是无性生殖，B错误；胚胎移植过程中，提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”，C正确；胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程，D正确。
4.【答案】B　【解析】获取郊狼供体细胞的过程需用到动物细胞培养，而动物细胞培养需要无菌、无毒环境，A错误；由郊狼甲克隆出郊狼乙，可得出郊狼体细胞的细胞核具有全能性，郊狼乙是由重组细胞发育而来，也可得出重组细胞也具有全能性，B正确；将胚胎植入代孕家犬前，需进行同期发情处理，进行同期发情处理主要使用的是孕激素，C错误；郊狼乙的遗传物质中细胞质遗传物质来自家犬，细胞核遗传物质来自郊狼甲，因此郊狼乙的遗传物质与代孕家犬不同，与郊狼甲的基本相同，D错误。
5.【答案】C　【解析】胚胎移植前可取滋养层的细胞鉴定性别，A错误；①过程得到的试管动物性状是由提供卵子的供体母本和提供精子的父本共同决定的，B错误；克隆技术可得到大量同种个体，所以③转基因动物可通过②克隆动物技术实现扩大化生产，转基因技术可导入外源优良基因，所以①②可通过③转基因技术实现性状改良，C正确；过程②是克隆技术，将牛的体细胞核移植到去核卵母细胞中，培育获得的克隆动物遗传物质与供体牛基本相同，进而得到大量同种个体，所以没有培育新物种，D错误。
6.【答案】B　【解析】胚胎移植能大大缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力，A、C正确；经移植得到多个相同性状的后代，这是胚胎分割技术的特点，B错误；胚胎移植不受时间、地域限制，大量节省购买种畜费用，D正确。
7.【答案】C　【解析】克隆羊“小龙”的诞生体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，A正确；应将皮肤组织细胞核植入培育到MⅡ期的去核卵母细胞中，原因是MⅡ期的卵母细胞具有激发体细胞核全能性的物质，B正确；体外培养胚胎时需加入动物血清，并培育到桑葚胚或囊胚时期再进行移植，C错误；进行胚胎移植前，要对波尔山羊用激素处理使其同期发情，D正确。
8.【答案】A　【解析】胚胎分割可增加后代胚胎的数量，提高繁育率，A正确；胚胎分割技术得到的是遗传物质相同的个体，因此不能提高遗传的多样性，B错误；在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，C错误；胚胎分割时要保证内细胞团均等分割，D错误。
9.【答案】D　【解析】胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，A错误；胚胎分割时，需将囊胚期的内细胞团均等分割，B错误；来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此利用胚胎分割技术可以获得遗传物质相同和基因型相同的胚胎，C错误、D正确。
【能力提升】
10.【答案】D　【解析】受精前，精子经过获能处理才能获得受精能力，因而从良种公牛体内获得的精子不能直接与获能的卵细胞结合受精，A错误；早期囊胚a、b、c是由不同的受精卵经胚胎体外培养获得，因而基因型不一定相同，对未知性别的胚胎可以取滋养层，做DNA分析进行性别鉴定，B错误；胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性，因而不能从原肠胚细胞获取，C错误；胚胎移植时，受体牛为同种的、生理状况相同的母牛，几乎不会对胚胎产生免疫排斥反应，因此无须使用免疫抑制剂，D正确。
11.【答案】B　【解析】雄鼠甲转化为诱导多能干细胞(iPS细胞)，然后选出性染色体中Y染色体自然消失的细胞(XO型)，并通过药物诱导X染色体复制，得到性染色体组成为XX的细胞，进而转化为卵细胞，这个过程中发生了染色体变异，A正确；通过步骤①获得的iPS细胞是多能干细胞，能分化生成多种细胞，B错误；分析题图可知，步骤②为受精卵培养，步骤③为胚胎移植，C正确；该技术在体外得到了卵细胞，可用于研究卵细胞的替代来源和治疗人类不育症等，D正确。
12.【答案】(1)桑葚胚或囊胚　内细胞团　影响分割后的胚胎恢复和进一步发育　(2)早期胚胎培养　胚胎移植　(3)获能　第一极体
(4)促性腺激素
【解析】(1)胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，囊胚期的胚胎进行分割时，要特别注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。(2)试管牛的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体中发育和产出等过程。(3)精子受精前需要进行获能处理；培养的卵母细胞需要发育至MⅡ期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。(4)对良种母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵。
13.【答案】(1)促性腺激素　MⅡ　使核基因全部来源于2号小鼠基因编辑后的供体细胞
(2)胶原蛋白酶(或胰蛋白酶)　维持培养液的pH　防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害　(3)电融合(或PEG等)　桑葚胚或囊胚　(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能　胚胎分割
【解析】(1)超数排卵指的是应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子，采集的卵母细胞需要在体外培养至MⅡ期才能使用。供体细胞的细胞核拥有完整的遗传信息，对后代的性状表达起主要作用，对卵母细胞进行去核操作，使核基因全部来源于2号小鼠基因编辑后的供体细胞。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。动物细胞培养过程中，需要为细胞创造无菌、无毒的环境，定期更换培养液可防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害。(3)动物体细胞核移植技术中，通过电融合法等使两细胞融合，形成重构胚。通过体外受精及其他技术获得的胚胎需要发育到桑葚胚或囊胚时期才能进行胚胎移植。(4)胚胎移植的优势：能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能、保存品种资源和濒危物种。若要获得更多基因编辑鼠，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。