第41讲 胚胎工程 生物技术的安全性与伦理问题
[课标内容] 1.简述胚胎形成经过了受精及胚胎早期发育等过程。2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
微考点大突破
考点一 受精和胚胎早期发育
1.胚胎工程
2.受精
(1)概念:精子与卵子结合形成__________(即受精卵)的过程。
(2)场所:在自然条件下,哺乳动物的受精在__________内完成。
(3)过程。
提醒 ①精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量;排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。
②卵子的减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都是在雌性动物的输卵管中进行的。
③卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
3.胚胎早期发育
4.孵化
(1)概念:囊胚进一步扩大,会导致__________破裂,胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义:如果不能正常孵化,胚胎就__________。
(1)可以直接利用雌性动物的生殖道使精子获能,或者将精子培养在人工配制的获能液中使其获能,卵子必须发育到MⅡ期才具备与精子受精的能力。(选择性必修3 P56“相关信息”和P57“正文”)()
(2)在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜内的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带。(源自选择性必修3 P57)()
(3)精子入卵后形成雄原核;精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核。(源自选择性必修3 P57)()
(4)胚胎发育过程中,囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化。(源自选择性必修3 P58)()
(5)在胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。(选择性必修3 P58“相关信息”)()
1.防止多精入卵受精的生理反应有哪些 有什么意义
答:____________________________________________。
2.回答下列有关胚胎早期发育的问题。
(1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的
答:____________________________________________。
(2)胚胎早期发育过程中,具有全能性的时期有哪些
答:______________________。
能力 胚胎工程的理论基础(考查科学思维)
1.(2024·湖北卷,T10)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响,实验结果如表所示。根据实验数据,下列叙述错误的是( )
甲的浓度 (μg/mL) 卵母细 胞(个) 第一极体 排出(个) 成熟 率(%) 卵裂 数(个) 卵裂 率(%)
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A.实验结果说明甲抑制卵裂过程
B.甲浓度过高抑制第一极体的排出
C.添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D.本实验中,以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
2.(2025·南京模拟)下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述,错误的是( )
A.在桑葚胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞,可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚之前细胞一般都具有全能性,囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加
考点二 胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)过程。
(2)意义。
①提高______________的有效措施。
②为__________提供可用的胚胎。
提醒 体外受精技术并非胚胎自始至终都在体外发育,而是胚胎发育的初期在培养皿或试管中,培养一段时间后需移植到母体内继续发育。
2.胚胎移植
(1)概念。
(2)基本程序。
提醒
两次激 素使用 第一次:常用孕激素对供、受体进行同期发情处理;第二次:用外源促性腺激素处理使供体超数排卵
两次 检查 第一次:对收集的胚胎进行检查;第二次:对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时 间不同 牛、羊要培养到囊胚阶段移植;小鼠、家兔培养到桑葚胚前移植;几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段才移植
繁殖 方式 胚胎由受精卵形成,属于有性生殖;胚胎由核移植或胚胎分割形成,属于无性生殖
(3)生理学基础。
(4)意义。
①充分发挥雌性优良个体的__________。
②大大缩短了供体本身的__________。
③对供体施行__________处理后,增加后代数量。
3.胚胎分割
(1)概念:采用机械方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__________的技术。
(2)材料:应选择发育良好、形态正常的______________。
(3)实质:胚胎分割可增加动物后代的数量,其实质是动物的__________(或克隆)。
(4)操作程序。
(5)要求:要注意将内细胞团__________,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(6)意义。
①促进优良动物品种的繁殖,产生的__________相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。
②在胚胎移植前,进行__________、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
(1)采集得到的卵母细胞和精子可直接用于体外受精操作。(源自选择性必修3 P60)()
(2)在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚、囊胚或原肠胚。分割囊胚时要注意将内细胞团均等分割。(源自选择性必修3 P62)()
(3)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂。(选择性必修3 P62“思考·讨论”)()
(4)胚胎分割过程中,可取滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别。(选择性必修3 P63“图2-25”)()
(5)胚胎分割技术得到的动物遗传物质相同,它们的性别、体重和性状也完全相同。(选择性必修3 P63“资料卡”)()
胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置,且胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。回答下列问题:
(1)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理
答:__________________________________________________________________。
(2)在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查,其目的分别是什么
答:__________________________________________________________________。
(3)胚胎移植中的胚胎有哪些来源
答:____________________________________________。
1.比较自然受精、人工授精和体外受精
自然受精 人工授精 体外受精
过程 不同 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内,完成受精 人工获取精子、卵子,在体外培养液中完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 ①精子获能、卵子成熟后才能完成受精过程;②都是有性生殖
2.胚胎分割、核移植和胚胎移植的比较
胚胎分割 核移植 胚胎移植
胚胎 来源 雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎 经核移植得到的胚胎 雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎
生殖 类型 无性生殖 无性生殖 有性生殖或无性生殖
受体与 后代遗 传物质 不一定相同 不一定相同 不一定相同
能力一 体外受精过程分析(考查科学思维)
1.(2023·广东卷,T3)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是( )
A.超数排卵 B.精子获能处理
C.细胞核移植 D.胚胎培养
2.(2025·临沂检测)子宫内膜异位症患者常伴有不孕症状,患者腹腔液中含有较高浓度的白细胞介素(IL)。为探明腹腔液中存在的IL对小鼠生殖活动的影响,科研人员利用三种重组人白细胞介素IL 1β、IL 5、IL 6配制培养液,将获能处理后的精子与成熟的卵母细胞在培养液中混合培养,一段时间后观察受精情况,实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.给实验小鼠注射一定量的雌性激素可使其超数排卵,获得多枚卵子
B.成熟的卵母细胞是指MⅡ期卵母细胞,常用含肝素、Ca2+载体的获能液处理使精子获能
C.精子入卵后,卵细胞膜随即发生生理反应,即标志已受精
D.由实验结果可知,IL 6对小鼠受精的抑制作用最强
能力二 胚胎分割和胚胎移植(考查科学思维)
3.分析如图所示示意图,下列叙述正确的是( )
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MⅡ期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式,过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
4.(2024·湖北卷,T5)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉,具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是( )
A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
(选择性必修3 P63“图2-25”拓展)如图为利用胚胎工程快速繁殖紫羚羊时胚胎分割和性别鉴定的示意图。
(1)①过程分割出的少量胚胎细胞常用来__________,鉴定性别。
(2)②过程得到的两部分经过胚胎移植产生后代的生殖方式是__________(填“有性生殖”或“无性生殖”)。
考点三 生物技术的安全性与伦理问题
1.转基因产品的安全性
2.关注生殖性克隆人
3.禁止生物武器
(1)为研究疾病的致病机制和开发治疗药物,科学家培育出转基因动物模型。(源自选择性必修3 P102)()
(2)利用转基因技术显著抑制番茄中乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量,从而育成了转基因耐储藏番茄。(源自选择性必修3 P102)()
(3)为促进转基因食品的销售,我国对农业转基因生物实行了标识制度。(选择性必修3 P104“资料卡”)()
(4)生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性,不利于人类的生存和进化。(源自选择性必修3 P108)()
(5)利用体外受精、体细胞核移植等技术获得的人的囊胚可以植入人或任何动物的生殖系统。(选择性必修3 P108“相关信息”)()
(6)生物武器相对容易获得,也便于携带和施放,但不会引起公众恐慌。(源自选择性必修3 P112)()
(7)利用转基因技术制造的新型致病菌因为人类从没有接触过,可能让感染者突然发病又无药可治。(选择性必修3 P113“概念检测”2)()
(选择性必修3 P102“相关信息”)将玉米的α 淀粉酶基因与目的基因一起转入植物可防止转基因花粉的传播,为什么
答:____________________________________________。
1.比较试管婴儿和设计试管婴儿
项目 试管婴儿 设计试管婴儿
技术 手段 无须进行遗传学诊断 进行遗传学诊断
应用 主要解决不孕夫妇的生育问题 主要用于白血病、致命血液病等遗传疾病的治疗
相同点 二者都是体外受精在体外进行早期胚胎培养,再进行胚胎移植,在生殖方式上都为有性生殖
2.治疗性克隆和生殖性克隆的比较
能力一 转基因产品的安全性问题分析(考查社会责任)
1.(2025·盐城模拟)下列有关转基因生物的叙述,正确的是( )
A.转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现
B.转基因生物不会对生物多样性构成威胁,也不会影响生态系统的稳定性
C.严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性
D.只要有证据表明某种转基因食品有害,就应全面禁止转基因技术在食品上的应用
2.(2025·南通模拟)普通番茄细胞中多聚半乳糖醛酸酶基因(PG基因)控制合成的多聚半乳糖醛酸酶,能使番茄细胞壁破坏而不耐储藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞,使抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合,从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述错误的是( )
A.PG基因与抗PG基因的区别是基因中的碱基序列不同
B.抗PG基因能阻止PG基因表达的翻译过程,使细胞不能合成PG
C.常用显微注射法将抗PG基因表达载体导入番茄体细胞
D.为了避免转基因植物花粉污染周围植物,可将抗PG基因整合到叶绿体DNA上
能力二 生物技术引起的伦理问题分析(考查社会责任)
3.(2023·浙江1月选考,T2)以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类,在安全与伦理方面有不同的观点,下列叙述正确的是( )
A.试管婴儿技术应全面禁止
B.治疗性克隆不需要监控和审查
C.生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险
D.我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
4.生殖性克隆与治疗性克隆的最大区别是目的不同。下列关于生殖性克隆和治疗性克隆的叙述,错误的是( )
A.生殖性克隆是为了获得能独立生存的新个体,而治疗性克隆是为了获得特定的细胞、组织或器官并用于治疗疾病
B.我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
C.生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念
D.生殖性克隆技术目前已经非常成熟,不会面临流产、死胎和畸形儿等严重问题
微真题重体悟
1.(2022·江苏卷,T4)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是( )
A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B.哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质
C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程
D.将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
2.(2024·北京卷,T11)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B.实验过程中使用的培养基含有糖类
C.类囊胚的获得利用了核移植技术
D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
3.(2024·甘肃卷,T16)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如图。下列叙述错误的是( )
A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
4.(2020·山东卷,T14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )
A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
5.(2022·全国甲卷,T38)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊,为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代,该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题:
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液,精液保存的方法是__________。在体外受精前要对精子进行获能处理,其原因是_________________________________________;精子体外获能可采用化学诱导法,诱导精子获能的药物是__________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞,因为卵母细胞达到__________时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行,该培养液的成分除无机盐、激素、血清外,还含的营养成分有__________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作,以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是____________________________________________。
第41讲 胚胎工程 生物技术
的安全性与伦理问题
微考点·大突破
考点一
教材解读
1.受精卵 体外受精 细胞 受精
2.(1)合子 (2)输卵管 (3)获能 MⅡ期 透明带 透明带 卵细胞膜 卵细胞膜 雌、雄原核
3.受精卵 桑葚胚 滋养层 囊胚腔 内细胞团
4.(1)透明带 (2)无法继续发育
教材基础辨析
(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√
教材素材拓展
1.提示 有两道屏障,一是透明带发生生理反应,二是卵细胞膜发生生理反应。防止多精入卵,保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致,从而保证遗传的稳定性
2.提示 (1)有机物的总量不断减少,但有机物的种类增加
(2)桑葚胚期及之前的时期
能力提升
1.A 解析 由题表可知,甲的浓度为1 μg/mL时,卵裂率高于对照组,说明此浓度的甲能促进卵裂过程,即提高受精后胚胎发育能力,A项错误,C项正确;当甲浓度为10 μg/mL和100 μg/mL时,卵母细胞的成熟率均低于对照组,故甲浓度过高时抑制第一极体的排出,B项正确;本实验中卵母细胞的成熟率=第一极体排出的个数/卵母细胞的个数,故以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准,D项正确。
2.A 解析 在囊胚阶段,胚胎的内部出现了含有液体的腔,A项错误;胚胎干细胞是一类未分化的细胞,可以从早期胚胎或原始性腺中分离获得,B项正确;桑葚胚之前的细胞一般都具有全能性,囊胚的细胞逐渐分化,C项正确;受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加,D项正确。
考点二
教材解读
1.(1)MⅡ 获能 获能的精子 适当的培养液 (2)①动物繁殖能力
②胚胎移植
2.(1)①体外受精 ②同种的、生理状态相同 ③遗传性状优良、生产能力强 ④健康的体质和正常繁殖能力 (2)超数排卵 人工授精
同期发情 妊娠 (3)免疫排斥 遗传特性 (4)①繁殖潜力 ②繁殖周期 ③超数排卵
3.(1)同卵双胎或多胎 (2)桑葚胚或囊胚 (3)无性繁殖 (4)桑葚胚
囊胚 操作液 分割针 分割刀 (5)均等分割 (6)①遗传性状 ②性别鉴定
教材基础辨析
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
教材素材拓展
提示 (1)使它们的生理条件达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境
(2)第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理,第二次用外源促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查,第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查
(3)体外受精、转基因技术或者细胞核移植技术等方式获得的胚胎都可供胚胎移植
能力提升
1.C 解析 哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤,采集到的卵母细胞和精子,要分别在体外进行成熟培养和获能处理,然后才能用于体外受精;科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,为了获得足够多的卵细胞,通常需对供体母畜进行超数排卵处理;体外受精获得的胚胎需要经胚胎培养到一定阶段后才能移植到长角羚羊体内。因此题述过程不涉及的操作是细胞核移植,故选C。
2.B 解析 在胚胎工程中,给实验小鼠注射一定量的促性腺激素可使其超数排卵,获得多枚卵子,A项错误;成熟的卵母细胞是指MⅡ期卵母细胞,此时的卵母细胞才具备受精能力,获能液常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等,B项正确;精子入卵后形成雄原核,同时次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后形成雌原核,此时在透明带和卵细胞膜之间可看到两个极体和雌雄原核,即表明已受精,C项错误;实验结果显示,三种IL均能抑制小鼠受精,各浓度下,含IL 1β的培养液中受精率最低,因此IL 1β对小鼠受精的抑制作用最强,D项错误。
3.D 解析 子代动物的遗传性状与细胞核供体基本一致,A项错误。核移植过程中需要处于MⅡ期的去核卵母细胞,而过程1是培育试管动物,需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚时期)进行胚胎移植,B项错误。过程2得到的是克隆动物,是无性生殖的一种,不能大幅改良动物性状,C项错误。过程2克隆技术可得到大量同种个体,为过程3提供了量产方式;过程3是转基因技术,转基因可导入外源优良基因,为过程1、2提供了改良性状的方式,D项正确。
4.D 解析 选择遗传性状优良、生产能力强的健康波尔母山羊进行超数排卵处理,A项正确;胚胎移植前,可采集滋养层细胞进行遗传学检测,如做DNA分析,鉴定性别,B项正确;有健康的体质和正常繁殖能力的普通母山羊可适合作为受体,山羊和绵羊不属于同一物种,因此杜泊母绵羊不适合作为受体,C项正确;生产中需要筛选出优良的波尔公山羊提供精子,D项错误。
回源教材 提示 (1)做DNA分析 (2)无性生殖
考点三
教材解读
1.转基因食品的安全性 完备的相关科学知识 政治、经济和文化 大胆 慎重 严格
2.独立生存的新个体 细胞、组织和器官 细胞、组织和器官
3.病毒类
教材基础辨析
(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
教材素材拓展
提示 α 淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏,使花粉失去活性,因而可以防止转基因花粉的传播
能力提升
1.C 解析 转基因作物长期、大规模种植有利于侵染力更强的害虫出现,因为转基因生物能起到选择作用,A项错误;转基因生物可能会对生物多样性构成威胁,也可能会影响生态系统的稳定性,B项错误;有证据表明某种转基因食品有害,应该马上停止实验,并销毁该重组生物,而不应全面禁止转基因技术在食品上的应用,D项错误。
2.C 解析 真核细胞中的基因是有遗传效应的DNA片段,其碱基的排列顺序决定了遗传信息,故PG基因与抗PG基因的区别是基因中的碱基序列不同,A项正确;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合,从而阻止了PG基因的翻译过程,使细胞不能合成PG,B项正确;将目的基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法,C项错误;由于叶绿体DNA不会随花粉扩散,因此为了避免转基因植物花粉污染周围植物,可将抗PG基因整合到叶绿体DNA上,D项正确。
3.D 解析 试管婴儿技术可以帮助不孕夫妇解决生育问题,不应全面禁止,A项错误;治疗性克隆也需要监控和审查,B项错误;生殖性克隆存在伦理道德方面的风险,C项错误;我国政府一再重申四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,D项正确。
4.D 解析 生殖性克隆的目的是产生独立生存的新个体,治疗性克隆是为了获得特定的细胞、组织或器官,用于治疗疾病,A项正确;由于生殖性克隆会对人类现有的有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念产生冲击,克隆技术的不成熟会导致有生理缺陷或心理缺陷的克隆人出现,并且会面临流产、死胎和畸形儿等严重问题,我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验,B、C两项正确,D项错误。
微真题·重体悟
1.C 解析 精子获能指的是精子获得与卵细胞受精的能力,不是获得能量,A项错误;哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养需要额外提供血清等一些天然成分,B项错误;克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植等过程,C项正确;胚胎分割的过程属于无性生殖,D项错误。
2.C 解析 据题图可知,食蟹猴胚胎干细胞经体外诱导可以形成类囊胚,说明其胚胎干细胞具有分化潜能,A项正确;培养基中需要添加细胞生长必需的营养物质,包括糖类,B项正确;类囊胚是胚胎干细胞经诱导形成的,没有用到核移植技术,C项错误;如果要研究类囊胚的后续发育,可将该类囊胚移植到雌性动物的子宫中进行后续发育,D项正确。
3.B 解析 促性腺激素能作用于卵巢,藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵,A项正确;从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精,B项错误;在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理,使受体的生理状况相同,因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理,C项正确;后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来的,因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙,D项正确。
4.C 解析 为获得更多卵子,需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵处理,A项正确;刚排出的精子不能与卵子受精,必须进行获能处理后才具备受精能力,B项正确;胚胎移植前要检查胚胎质量,牛、羊等一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段才进行移植,小鼠等可在更早的阶段移植,C项错误;可通过转基因等技术获得遗传改造的小鼠胚胎干细胞,D项正确。
5.答案 (1)冷冻保存 刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力 肝素(或Ca2+载体) MⅡ期
(2)维生素、氨基酸、核苷酸 (3)对受体母羊进行同期发情处理,在合适的时间,将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫
解析 (1)精液可以冷冻保存,使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力,故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法,化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或Ca2+载体溶液中,用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到MⅡ期才具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中,除了无机盐、激素、血清外,还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料,获得具有该公羊优良性状的后代,主要是利用胚胎移植技术,即对受体母羊进行同期发情处理,将保存的囊胚进行胚胎移植,对受体母羊进行是否妊娠的检查,一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。(共79张PPT)
第41讲
第九单元 生物技术与工程
胚胎工程 生物技术的
安全性与伦理问题
课
标
内
容
1.简述胚胎形成经过了受精及胚胎早期发育等过程。2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
微考点 大突破
内容
索引
微真题 重体悟
考点一 受精和胚胎早期发育
考点二 胚胎工程技术及其应用
考点三 生物技术的安全性与伦理问题
考点一 受精和胚胎早期发育
微考点/大突破
第一部分
1.胚胎工程
受精卵
体外受精
细胞
受精
2.受精
(1)概念：精子与卵子结合形成________(即受精卵)的过程。
(2)场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在________内完成。
(3)过程。
合子
输卵管
透明带
透明带
卵细胞膜
卵细胞膜
雌、雄原核
获能
MⅡ期
提醒 ①精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
②卵子的减数分裂Ⅱ、受精作用和受精卵的早期细胞分裂都是在雌性动物的输卵管中进行的。
③卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。
3.胚胎早期发育
受精卵
桑葚胚
4.孵化
(1)概念：囊胚进一步扩大，会导致________破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义：如果不能正常孵化，胚胎就________________。
滋养层
囊胚腔
内细胞团
透明带
无法继续发育
教材基础辨析
(1)可以直接利用雌性动物的生殖道使精子获能，或者将精子培养在人工配制的获能液中使其获能，卵子必须发育到MⅡ期才具备与精子受精的能力。(选择性必修3 P56“相关信息”和P57“正文”)( )
(2)在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜内的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。(源自选择性必修3 P57)( )
(3)精子入卵后形成雄原核；精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂
Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。(源自选择性必修3 P57)( )
√
×
√
(4)胚胎发育过程中，囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。(源自选择性必修3 P58)( )
(5)在胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。(选择性必修3 P58“相关信息”)( )
√
√
教材素材拓展
1.防止多精入卵受精的生理反应有哪些 有什么意义
答：_______________________________________________________
_____________________________________________________________________________________。
有两道屏障，一是透明带发生生理反应，二是卵细胞膜发生生理反应。防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一 致，从而保证遗传的稳定性
2.回答下列有关胚胎早期发育的问题。
(1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的
答：_____________________________________________________。
(2)胚胎早期发育过程中，具有全能性的时期有哪些
答：____________________________________________________。
桑葚胚期及之前的时期
有机物的总量不断减少，但有机物的种类增加
能力 胚胎工程的理论基础(考查科学思维)
1.(2024·湖北卷，T10)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如表所示。根据实验数 据，下列叙述错误的是( )
A.实验结果说明甲抑制卵裂过程
B.甲浓度过高抑制第一极体的排出
C.添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D.本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
甲的浓度 (μg/mL) 卵母细 胞(个) 第一极体 排出(个) 成熟 率(%) 卵裂 数(个) 卵裂
率(%)
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
由题表可知，甲的浓度为1 μg/mL时，卵裂率高于对照组，说明此浓度的甲能促进卵裂过程，即提高受精后胚胎发育能力，A项错误，C项正确；当甲浓度为10 μg/mL和100 μg/mL时，卵母细胞的成熟率均低于对照组，故甲浓度过高时抑制第一极体的排出，B项正确；本实验中卵母细胞的成熟率=第一极体排出的个数/卵母细胞的个数，故以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标 准，D项正确。
解析
2.(2025·南京模拟)下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是( )
A.在桑葚胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚之前细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
在囊胚阶段，胚胎的内部出现了含有液体的腔，A项错误；胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎或原始性腺中分离获得，B项正确；桑葚胚之前的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化，C项正确；受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，D项正确。
解析
考点二 胚胎工程技术及其应用
微考点/大突破
第一部分
1.体外受精
(1)过程。
MⅡ
获能
获能的精子
适当的培
养液
(2)意义。
①提高______________的有效措施。
②为__________提供可用的胚胎。
提醒 体外受精技术并非胚胎自始至终都在体外发育，而是胚胎发育的初期在培养皿或试管中，培养一段时间后需移植到母体内继续发育。
动物繁殖能力
胚胎移植
2.胚胎移植
(1)概念。
体外受精
同种的、生理状态相同
遗传性状优良、生产能力强
健康的体质和正常繁殖能力
(2)基本程序。
超数排卵
人工授精
同期
发情
妊娠
提醒
两次激 素使用 第一次：常用孕激素对供、受体进行同期发情处理；第二次：用外源促性腺激素处理使供体超数排卵
两次 检查 第一次：对收集的胚胎进行检查；第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时 间不同 牛、羊要培养到囊胚阶段移植；小鼠、家兔培养到桑葚胚前移植；几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段才移植
繁殖 方式 胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖
(3)生理学基础。
免疫
排斥
遗传特性
(4)意义。
①充分发挥雌性优良个体的__________。
②大大缩短了供体本身的__________。
③对供体施行__________处理后，增加后代数量。
3.胚胎分割
(1)概念：采用机械方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________________的技术。
(2)材料：应选择发育良好、形态正常的_____________。
繁殖潜力
繁殖周期
超数排卵
同卵双胎或多胎
桑葚胚或囊胚
(3)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的_______
_____(或克隆)。
(4)操作程序。
无性繁
殖
桑葚胚
囊胚
操作液
分割针
分割刀
(5)要求：要注意将内细胞团__________，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(6)意义。
①促进优良动物品种的繁殖，产生的_________相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。
②在胚胎移植前，进行_________、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
均等分割
遗传性状
性别鉴定
教材基础辨析
(1)采集得到的卵母细胞和精子可直接用于体外受精操作。(源自选择性必修3 P60)( )
(2)在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚、囊胚或原肠胚。分割囊胚时要注意将内细胞团均等分割。(源自选择性必修3 P62)( )
(3)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂。 (选择性必修3 P62“思考·讨论”)( )
×
×
×
(4)胚胎分割过程中，可取滋养层细胞做DNA分析，鉴定性别。(选择性必修3 P63“图2-25”)( )
(5)胚胎分割技术得到的动物遗传物质相同，它们的性别、体重和性状也完全相同。(选择性必修3 P63“资料卡”)( )
×
√
教材素材拓展
胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置，且胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。回答下列问题：
(1)为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理
答：_______________________________________________________
__________________________。
使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境
(2)在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么
答：_______________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________。
(3)胚胎移植中的胚胎有哪些来源
答：_______________________________________________________
_________________。
第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用外源促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查
体外受精、转基因技术或者细胞核移植技术等方式获得的胚胎都可供胚胎移植
1.比较自然受精、人工授精和体外受精
自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程 不同 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所 不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 ①精子获能、卵子成熟后才能完成受精过程；②都是有性生殖
2.胚胎分割、核移植和胚胎移植的比较
胚胎分割 核移植 胚胎移植
胚胎 来源 雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎 经核移植得到的胚胎 雌性动物体内受精或体外受精形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎
生殖类型 无性生殖 无性生殖 有性生殖或无性生殖
受体与后 代遗传物质 不一定相同 不一定相同 不一定相同
能力一 体外受精过程分析(考查科学思维)
1.(2023·广东卷，T3)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是( )
A.超数排卵 B.精子获能处理
C.细胞核移植 D.胚胎培养
哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤，采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精；科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，为了获得足够多的卵细胞，通常需对供体母畜进行超数排卵处理；体外受精获得的胚胎需要经胚胎培养到一定阶段后才能移植到长角羚羊体内。因此题述过程不涉及的操作是细胞核移植，故选C。
解析
2.(2025·临沂检测)子宫内膜异位症患者常伴有不孕症状，患者腹腔液中含有较高浓度的白细胞介素(IL)。为探明腹腔液中存在的IL对小鼠生殖活动的影响，科研人员利用三种重组人白细胞介素IL-1β、IL-5、IL-6配制培养液，将获能处理后的精子与成熟的卵母细胞在培养液中混合培养，一段时间后观察受精情况，实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.给实验小鼠注射一定量的雌性激素可使其超数排卵，获得多枚卵子
B.成熟的卵母细胞是指MⅡ期卵母细胞，常用含肝素、Ca2+载体的获能液处理使精子获能
C.精子入卵后，卵细胞膜随即发生生理反应，即标志已受精
D.由实验结果可知，IL-6对小鼠受精的抑制作用最强
在胚胎工程中，给实验小鼠注射一定量的促性腺激素可使其超数排 卵，获得多枚卵子，A项错误；成熟的卵母细胞是指MⅡ期卵母细胞，此时的卵母细胞才具备受精能力，获能液常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等，B项正确；精子入卵后形成雄原核，同时次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后形成雌原核，此时在透明带和卵细胞膜之间可看到两个极体和雌雄原核，即表明已受精，C项错误；实验结果显示，三种IL均能抑制小鼠受精，各浓度下，含IL-1β的培养液中受精率最低，因此IL-1β对小鼠受精的抑制作用最强，D项错误。
解析
能力二 胚胎分割和胚胎移植(考查科学思维)
3.分析如图所示示意图，下列叙述正确的是( )
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MⅡ期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
子代动物的遗传性状与细胞核供体基本一致，A项错误。核移植过程中需要处于MⅡ期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚时期)进行胚胎移植，B项错误。过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C项错误。过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D项正确。
解析
4.(2024·湖北卷，T5)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是( )
A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
选择遗传性状优良、生产能力强的健康波尔母山羊进行超数排卵处理，A项正确；胚胎移植前，可采集滋养层细胞进行遗传学检测，如做DNA分析，鉴定性别，B项正确；有健康的体质和正常繁殖能力的普通母山羊可适合作为受体，山羊和绵羊不属于同一物种，因此杜泊母绵羊不适合作为受体，C项正确；生产中需要筛选出优良的波尔公山羊提供精子，D项错误。
解析
(选择性必修3 P63“图2-25”拓展)如图为利用胚胎工程快速繁殖紫羚羊时胚胎分割和性别鉴定的示意图。
(1)①过程分割出的少量胚胎细胞常用来___________，鉴定性别。
(2)②过程得到的两部分经过胚胎移植产生后代的生殖方式是_____
_____(填“有性生殖”或“无性生殖”)。
做DNA分析
无性
生殖
考点三 生物技术的安全性与伦理问题
微考点/大突破
第一部分
1.转基因产品的安全性
转基因食品的安全性
完备的相关科学
知识
政治、
经济和文化
大胆
慎重
严格
2.关注生殖性克隆人
独立生存的新个体
细胞、组织和
器官
细胞、
组织和器官
3.禁止生物武器
病毒类
教材基础辨析
(1)为研究疾病的致病机制和开发治疗药物，科学家培育出转基因动物模型。(源自选择性必修3 P102)( )
(2)利用转基因技术显著抑制番茄中乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量，从而育成了转基因耐储藏番茄。(源自选择性必修3 P102)( )
(3)为促进转基因食品的销售，我国对农业转基因生物实行了标识制度。(选择性必修3 P104“资料卡”)( )
(4)生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存和进化。(源自选择性必修3 P108)( )
√
√
×
√
(5)利用体外受精、体细胞核移植等技术获得的人的囊胚可以植入人或任何动物的生殖系统。(选择性必修3 P108“相关信息”)( )
(6)生物武器相对容易获得，也便于携带和施放，但不会引起公众恐慌。(源自选择性必修3 P112)( )
(7)利用转基因技术制造的新型致病菌因为人类从没有接触过，可能让感染者突然发病又无药可治。(选择性必修3 P113“概念检测”2)( )
×
×
√
教材素材拓展
(选择性必修3 P102“相关信息”)将玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物可防止转基因花粉的传播，为什么
答：_______________________________________________________
_______________________。
α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏，使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播
1.比较试管婴儿和设计试管婴儿
项目 试管婴儿 设计试管婴儿
不同点 技术 手段 无须进行遗传学诊断 进行遗传学诊断
应用 主要解决不孕夫妇的生育问题 主要用于白血病、致命血液病等遗传疾病的治疗
相同点 二者都是体外受精在体外进行早期胚胎培养，再进行胚胎移植，在生殖方式上都为有性生殖
2.治疗性克隆和生殖性克隆的比较
能力一 转基因产品的安全性问题分析(考查社会责任)
1.(2025·盐城模拟)下列有关转基因生物的叙述，正确的是( )
A.转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现
B.转基因生物不会对生物多样性构成威胁，也不会影响生态系统的稳定性
C.严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性
D.只要有证据表明某种转基因食品有害，就应全面禁止转基因技术在食品上的应用
转基因作物长期、大规模种植有利于侵染力更强的害虫出现，因为转基因生物能起到选择作用，A项错误；转基因生物可能会对生物多样性构成威胁，也可能会影响生态系统的稳定性，B项错误；有证据表明某种转基因食品有害，应该马上停止实验，并销毁该重组生物，而不应全面禁止转基因技术在食品上的应用，D项错误。
解析
2.(2025·南通模拟)普通番茄细胞中多聚半乳糖醛酸酶基因(PG基因)控制合成的多聚半乳糖醛酸酶，能使番茄细胞壁破坏而不耐储藏。科学家将抗PG基因导入番茄细胞，使抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合，从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述错误的是( )
A.PG基因与抗PG基因的区别是基因中的碱基序列不同
B.抗PG基因能阻止PG基因表达的翻译过程，使细胞不能合成PG
C.常用显微注射法将抗PG基因表达载体导入番茄体细胞
D.为了避免转基因植物花粉污染周围植物，可将抗PG基因整合到叶绿体DNA上
真核细胞中的基因是有遗传效应的DNA片段，其碱基的排列顺序决定了遗传信息，故PG基因与抗PG基因的区别是基因中的碱基序列不同，A项正确；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合，从而阻止了PG基因的翻译过程，使细胞不能合成PG，B项正确；将目的基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法，C项错误；由于叶绿体DNA不会随花粉扩散，因此为了避免转基因植物花粉污染周围植物，可将抗PG基因整合到叶绿体DNA上，D项正确。
解析
能力二 生物技术引起的伦理问题分析(考查社会责任)
3.(2023·浙江1月选考，T2)以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是( )
A.试管婴儿技术应全面禁止
B.治疗性克隆不需要监控和审查
C.生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险
D.我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
试管婴儿技术可以帮助不孕夫妇解决生育问题，不应全面禁止，A项错误；治疗性克隆也需要监控和审查，B项错误；生殖性克隆存在伦理道德方面的风险，C项错误；我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，D项正确。
解析
4.生殖性克隆与治疗性克隆的最大区别是目的不同。下列关于生殖性克隆和治疗性克隆的叙述，错误的是( )
A.生殖性克隆是为了获得能独立生存的新个体，而治疗性克隆是为了获得特定的细胞、组织或器官并用于治疗疾病
B.我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
C.生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念
D.生殖性克隆技术目前已经非常成熟，不会面临流产、死胎和畸形儿等严重问题
生殖性克隆的目的是产生独立生存的新个体，治疗性克隆是为了获得特定的细胞、组织或器官，用于治疗疾病，A项正确；由于生殖性克隆会对人类现有的有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念产生冲击，克隆技术的不成熟会导致有生理缺陷或心理缺陷的克隆人出现，并且会面临流产、死胎和畸形儿等严重问题，我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，B、C两项正确，D项错误。
解析
微真题/重体悟
第二部分
1.(2022·江苏卷，T4)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是( )
A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B.哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质
C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程
D.将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
精子获能指的是精子获得与卵细胞受精的能力，不是获得能量，A项错误；哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养需要额外提供血清等一些天然成分，B项错误；克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植等过程，C项正确；胚胎分割的过程属于无性生殖，D项错误。
解析
2.(2024·北京卷，T11)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B.实验过程中使用的培养基含有糖类
C.类囊胚的获得利用了核移植技术
D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
据题图可知，食蟹猴胚胎干细胞经体外诱导可以形成类囊胚，说明其胚胎干细胞具有分化潜能，A项正确；培养基中需要添加细胞生长必需的营养物质，包括糖类，B项正确；类囊胚是胚胎干细胞经诱导形成的，没有用到核移植技术，C项错误；如果要研究类囊胚的后续发育，可将该类囊胚移植到雌性动物的子宫中进行后续发育，D项正确。
解析
3.(2024·甘肃卷，T16)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如图。下列叙述错误的是( )
A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
促性腺激素能作用于卵巢，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵，A项正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精，B项错误；在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理，使受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C项正确；后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来的，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D项正确。
解析
4.(2020·山东卷，T14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )
A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
为获得更多卵子，需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵处理，A项正确；刚排出的精子不能与卵子受精，必须进行获能处理后才具备受精能力，B项正确；胚胎移植前要检查胚胎质量，牛、羊等一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段才进行移植，小鼠等可在更早的阶段移植，C项错误；可通过转基因等技术获得遗传改造的小鼠胚胎干细胞，D项正确。
解析
5.(2022·全国甲卷，T38)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题：
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_______
_______________________________________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是___________________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到________时才具备与精子受精的能力。
冷冻保存
刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力
肝素(或Ca2+载体)
MⅡ期
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有_____
____________________________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操 作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是_______
_________________________________________________________________________________________________。
维生
素、氨基酸、核苷酸
对受体母羊进行同期发情处理，在合适的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫
(1)精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能 力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或Ca2+载体溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到MⅡ期才具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、
解析
氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
解析课时微练(四十一) 胚胎工程 生物技术的安全性与伦理问题
一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述,正确的是( )
A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更高
2.(2025·浙江联考)如图为受精作用及胚胎发育示意图,a、b代表两个发育时期。下列叙述错误的是( )
A.①过程发生了非同源染色体的自由组合
B.②过程通过有丝分裂增殖
C.胚胎发育到a时期细胞开始发生分化
D.处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
3.(2025·广东模拟)哺乳动物胚胎发育早期阶段涉及外胚层、中胚层和内胚层的形成,该过程始于囊胚。囊胚后内细胞团分化为原始内胚层(PrE)和上胚层,随着发育的进行,一部分细胞会在内、外两个胚层之间形成中胚层。研究发现在缺乏其他细胞类型的情况下,PrE能够独立再生完整的囊胚结构。下列有关说法错误的是( )
A.PrE在特定条件下能够独立再生完整的囊胚结构,说明PrE细胞具有细胞全能性
B.外、中、内胚层来自内细胞团,能逐渐分化形成各种组织、器官
C.PrE形成的胚胎受到实验性干预时,细胞分化方向会改变
D.抽取动物胚胎内胚层细胞进行性别鉴定,不会对胚胎发育造成损伤
4.下列关于胚胎移植的叙述,正确的是( )
A.经胚胎移植产生的个体一定是无性生殖的后代
B.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
C.胚胎移植前需对受体进行超数排卵处理
D.胚胎移植的优势是可以充分发挥受体的繁殖潜力
5.印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分相同
6.目前,转基因产品的安全性引发社会的广泛关注,下列分析错误的是( )
A.转基因食品可能诱发过敏反应
B.转基因作物与近缘野生物种间可能会发生基因漂移
C.转基因生物进入生态系统后可能会成为超级杂草或超级害虫
D.转基因生物若经国家批准进行生产,就不存在任何安全风险
7.克隆技术可用于生殖性克隆和治疗性克隆,下列相关叙述错误的是( )
A.过程①选用的“未受精的卵”一般为MⅡ期卵母细胞
B.过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清
C.过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内
D.过程④是在特定条件下诱导内细胞团发生基因突变的结果
8.积雪草能促进肌肤再生,修复受损的胶原蛋白,是美容护肤界的万金油。现用一批遗传性状基本一致的实验鼠,研究积雪草提取液对受损皮肤的修复效果。下列叙述正确的是( )
A.积雪草可能具有促进受损的肌肤细胞恢复全能性
B.可从多只鼠中取出体细胞进行核移植,培养获取遗传性状基本一致的实验鼠
C.通过均等分割囊胚期的内细胞团,可获得更多的遗传性状基本一致的实验鼠
D.分割获得的胚胎,需移植到经超数排卵处理的受体雌鼠的子宫中发育成熟
9.科学家们利用细胞核移植培养获得转基因猪,在供体猪身上进行了10次不同的基因编辑,以使供体猪的免疫系统能够接受人类心脏。外科医生成功将一颗转基因猪心脏移植到患有晚期心脏病的病人体内,但遗憾的是病人存活40天后由于免疫排斥而死亡。下列相关叙述不正确的是( )
A.上述基因编辑中可能包含导入了某种调节因子、除去抗原决定基因等
B.细胞核移植过程中卵母细胞去核真正除去的是“纺锤体—染色体复合物”
C.转基因猪培育过程中胚胎移植时的囊胚具有外胚层、中胚层和内胚层
D.器官移植已经成为多种疾病治疗的有效手段,但依然面临着很多问题
10.为了解转基因烟草对生态环境的影响,研究人员以TMV cp烟草品种NC89为实验材料,对转基因烟草外源基因TMV cp漂移到杂草上的可能性进行了研究。研究人员随机选取了5株NC89烟草,并在NC89烟草株系及周边随机选取各种杂草,提取DNA,根据TMV cp基因设计引物进行PCR扩增,电泳结果如图。
[注] 1为阳性对照,2为空白(阴性)对照,3~7为NC89烟草样品,8~18表示杂草样品。
下列相关叙述错误的是( )
A.设置空白对照是为排除实验操作等对结果的影响
B.电泳结果表明TMV cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在
C.电泳结果表明烟草中TMV cp基因漂移至周边杂草
D.将TMV cp基因转入其他植物时需要经过安全性评价
二、非选择题
11.(2020·全国卷Ⅲ,T38)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。
回答下列问题:
(1)步骤①中需要使用的工具酶有____________________________。步骤②和③所代表的操作分别是_________和____________。步骤④称为____________。
(2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的____________________________________________________________________(答出2点即可)的限制。
(3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息_______(填“相同”或“不同”),原因是_______________________________________________。
(4)从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有____________________________________________________________________(答出2点即可)。
12.(科学探究)(2025·重庆模拟)嵌合体是指在同一个个体中,由基因型不同的细胞或组织相互接触且维持各自并存的混合状态。若细胞来自不同物种,该个体被称为异种嵌合体;若细胞来自同一物种,该个体被称为同种嵌合体。迄今为止,异种嵌合体仅有大小鼠异种嵌合体实验获得成功。科研人员主要利用iPS细胞与囊胚构建嵌合体,流程如图所示,请回答下列问题:
(1)A过程前,为获取更多卵母细胞进行体外受精,应使用_________处理卵母细胞供体鼠。采集到的卵母细胞需在体外培养体系中达到_________期,才具备受精的能力;体外直接采集到的精子应使用含有_________物质的溶液处理,使精子获能。B过程涉及的技术是________________。
(2)受精卵发育形成囊胚需要经历多个细胞阶段,4细胞阶段和囊胚阶段间还存在的阶段有___________________。小鼠的染色体数目为40,大鼠的染色体数目为42。获得的大小鼠异种嵌合体生物体细胞在有丝分裂后期染色体数目是____________。
(3)有研究发现异种嵌合体个体的出生率低于同种嵌合体,为验证该结论,科研人员将来源于_________(填“小鼠”或“大鼠”)的iPS细胞分别注射至大鼠、小鼠囊胚腔中进行相关实验,结果如图甲。该科研人员认为该实验并不完善,还应增设两组实验。请利用小鼠、大鼠为实验材料,完善补充实验:_____________________________________________________________。
(4)已知TSA药物能提高嵌合体胚胎的存活率,该药物与细胞内参与基因表观遗传修饰的总HDAC酶活性有关。研究人员利用TSA处理嵌合体胚胎,得到的结果如图乙所示,据此推测总HDAC酶在嵌合体胚胎发育过程的作用是________________________________________________________。
课时微练(四十一) 胚胎工程 生物技术的安全性与伦理问题
1.A 解析 一般采取注射促性腺激素的方法对良种母牛作超数排卵处理,A项正确;进行胚胎移植的早期胚胎一般发育到桑葚胚或囊胚阶段,B项错误;作为同种生物,受体代孕牛对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此一般不需要使用免疫抑制剂处理,C项错误;利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更低,D项错误。
易错警示 误以为需要使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应,对胚胎移植的生理学基础不够了解,导致错选C项。
2.A 解析 ①是受精作用,该过程中不会发生非同源染色体的自由组合,A项错误;受精卵通过有丝分裂增殖,B项正确;a时期为囊胚时期,此时细胞逐渐分化,且囊胚具有囊胚腔,C、D两项正确。
3.D 解析 细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整生物体或各种细胞的潜能,题中PrE在特定条件下能够独立再生完整的囊胚结构,囊胚继续发育可逐渐分化形成各种组织、器官等,说明PrE细胞具有细胞全能性,A项正确;分析题意可知随着胚胎的发育,内细胞团会分化形成外、中、内胚层,最终将逐渐分化成各种组织、器官,如果抽取动物胚胎内胚层细胞进行性别鉴定,会对胚胎发育造成损伤,B项正确,D项错误;根据题意可知在缺乏其他细胞类型的情况下,PrE能够独立再生完整的囊胚结构,说明PrE受到实验性干预时,细胞分化方向会发生一定的改变,C项正确。
4.B 解析 经胚胎移植产生的个体可能是有性生殖的后代,也可能是无性生殖的后代,其取决于胚胎的来源,A项错误;对供体进行超数排卵以获得较多的卵母细胞,C项错误;胚胎移植的优势是可以充分发挥供体(雌性优良个体)的繁殖潜力,受体的任务就是妊娠和育仔,D项错误。
5.B 解析 步骤甲、乙分别是体外受精和胚胎移植,A项错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,该激素只作用于性腺细胞,B项正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞,C项错误;步骤甲使用的培养液(获能溶液或专用的受精溶液)与早期胚胎培养液成分有区别,D项错误。
解题关键 解答本题的关键在于理解试管动物培养的过程、超数排卵的激素作用特点、早期胚胎培养的营养物质来源以及几种不同培养液的成分(获能溶液、体外受精培养液、早期胚胎培养液)。
6.D 解析 转基因食品中可能出现新的过敏原,从而诱发过敏反应,A项正确;转基因作物与近缘野生物种间可能会发生基因漂移,从而使一些近缘物种表现出转基因作物的性状,B项正确;转基因生物进入生态系统后可能会成为超级杂草或超级害虫,进而破坏生态系统的稳定性,C项正确;转基因生物只有经过重重检测之后,国家才会批准进行生产,尽管如此,这些转基因生物依然可能存在一些潜在的安全风险,D项错误。
7.D 解析 在核移植过程中,一般选用MⅡ期卵母细胞去核,作为体细胞核移植中细胞核的受体,A项正确;过程②是动物细胞培养的过程,加入抗生素可以防止杂菌污染,加入动物血清可提供营养物质,B项正确;过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内,C项正确;过程④是进行治疗性克隆的过程,需要在特定条件下诱导内细胞团发生细胞分化,形成各种组织或器官,进行疾病的治疗,D项错误。
8.C 解析 细胞全能性是指细胞发育为完整个体或分化为其他各种细胞的能力,积雪草能促进肌肤再生,修复受损的胶原蛋白,没有体现全能性,A项错误;培养获取遗传性状基本一致的实验鼠需要从同一只小鼠体细胞中获取,B项错误;囊胚期的细胞具有全能性,通过均等分割囊胚期的内细胞团,可获得更多的遗传性状基本一致的实验鼠,C项正确;经超数排卵处理的是供体而非受体,D项错误。
9.C 解析 题述基因编辑中可能包含导入了某种调节因子(以抑制抗原决定基因的表达)、除去抗原决定基因等,防止器官移植后发生排异反应,A项正确;细胞核移植过程中卵母细胞去核真正除去的是“纺锤体—染色体复合物”,而非细胞核,B项正确;转基因猪培育过程中胚胎移植一般选择桑葚胚或囊胚,外胚层、中胚层和内胚层是原肠胚才具有的结构,C项错误;器官移植已经成为多种疾病治疗的有效手段,但依然面临着很多问题(如器官来源问题和排斥问题等),D项正确。
10.C 解析 为了排除实验操作等对结果的影响,需要设置空白对照,A项正确;由电泳结果可知,TMV cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在,B项正确;8~18表示杂草样品,都没有出现TMV cp基因条带,则烟草中TMV cp基因没有漂移至周边杂草,C项错误;将TMV cp基因转入其他植物时需要经过安全性评价,D项正确。
11.答案 (1)限制性内切核酸酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植
解析 (1)在基因表达载体的构建过程中需要使用限制性内切核酸酶切割W基因和载体,同时需要DNA连接酶进行连接。将重组表达载体导入受精卵常用显微注射法,从受精卵到早期胚胎需要进行体外培养,将获得的早期胚胎通过胚胎移植移至代孕母体体内。(2)乳腺生物反应器和膀胱生物反应器都属于动物反应器。前者受动物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制,后者不受动物性别和年龄限制。(3)题述两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵,所以其细胞核中染色体DNA所含遗传信息相同。(4)胚胎工程中所用到的技术主要有体外受精、胚胎移植。
12.答案 (1)促性腺激素 MⅡ(减数分裂Ⅱ中) 肝素(Ca2+载体) 胚胎移植技术 (2)8细胞阶段和桑葚胚阶段 84条或80条 (3)小鼠 将等量的大鼠iPS细胞分别注入多个大鼠、小鼠囊胚中,经胚胎移植至囊胚对应的代孕小鼠腹腔中,统计嵌合体的出生率 (4)抑制组蛋白乙酰化水平,降低嵌合体存活率
解析 (1)A过程是卵细胞的采集,为获取更多卵母细胞进行体外受精,应使用促性腺激素促使其超数排卵。采集到的卵母细胞需在体外培养体系中达到MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期),才具备受精的能力。将采集到的精子放在含有肝素(Ca2+载体)的获能液中,使其获能。B过程表示将某一胚胎移植到另一个体内,涉及的技术是胚胎移植技术。(2)胚胎发育过程为受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚与器官形成等阶段,因此4细胞阶段和囊胚阶段间还存在的阶段有8细胞阶段和桑葚胚阶段。异种嵌合体体细胞来源于不同的物种,部分体细胞来源于大鼠,部分体细胞来源于小鼠,注意这里的嵌合体制备流程与动物体细胞融合技术不同,嵌合体鼠的体细胞在有丝分裂后期染色体数目为84条或80条。(3)题干指出:异种嵌合体个体的出生率低于同种嵌合体,用小鼠囊胚构建出的嵌合体出生率高于大鼠为囊胚构建的嵌合体,注射的iPS细胞应来源于小鼠。本实验是将小鼠的iPS细胞分别注射至大鼠、小鼠囊胚腔中进行相关实验,还应该将等量的大鼠iPS细胞分别注入多个大鼠、小鼠囊胚中,经胚胎移植至囊胚对应的代孕小鼠腹腔中,统计嵌合体的出生率。(4)由结果推出TSA通过降低总HDAC酶的相对活性提高了组蛋白乙酰化水平,因此总HDAC酶的作用应该是抑制乙酰化水平,降低嵌合体存活率。(共39张PPT)
胚胎工程 生物技术的安全性与伦理问题
课时微练(四十一)
一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是( )
A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
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一般采取注射促性腺激素的方法对良种母牛作超数排卵处理，A项正确;进行胚胎移植的早期胚胎一般发育到桑葚胚或囊胚阶段，B项错误；作为同种生物，受体代孕牛对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此一般不需要使用免疫抑制剂处理，C项错误；利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更低，D项错误。
解析
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易错警示 误以为需要使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应，对胚胎移植的生理学基础不够了解，导致错选C项。
2.(2025·浙江联考)如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期。下列叙述错误的是( )
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A.①过程发生了非同源染色体的自由组合
B.②过程通过有丝分裂增殖
C.胚胎发育到a时期细胞开始发生分化
D.处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
①是受精作用，该过程中不会发生非同源染色体的自由组合，A项错误；受精卵通过有丝分裂增殖,B项正确；a时期为囊胚时期，此时细胞逐渐分化，且囊胚具有囊胚腔，C、D两项正确。
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3.(2025·广东模拟)哺乳动物胚胎发育早期阶段涉及外胚层、中胚层和内胚层的形成，该过程始于囊胚。囊胚后内细胞团分化为原始内胚层(PrE)和上胚层，随着发育的进行，一部分细胞会在内、外两个胚层之间形成中胚层。研究发现在缺乏其他细胞类型的情况下，PrE能够独立再生完整的囊胚结构。下列有关说法错误的是( )
A.PrE在特定条件下能够独立再生完整的囊胚结构，说明PrE细胞具有细胞全能性
B.外、中、内胚层来自内细胞团，能逐渐分化形成各种组织、器官
C.PrE形成的胚胎受到实验性干预时，细胞分化方向会改变
D.抽取动物胚胎内胚层细胞进行性别鉴定，不会对胚胎发育造成损伤
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细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体或各种细胞的潜能，题中PrE在特定条件下能够独立再生完整的囊胚结构，囊胚继续发育可逐渐分化形成各种组织、器官等，说明PrE细胞具有细胞全能性，A项正确；分析题意可知随着胚胎的发育,内细胞团会分化形成外、中、内胚层，最终将逐渐分化成各种组织、器官，如果抽取动物胚胎内胚层细胞进行性别鉴定，会对胚
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胎发育造成损伤，B项正确，D项错误；根据题意可知在缺乏其他细胞类型的情况下，PrE能够独立再生完整的囊胚结构，说明PrE受到实验性干预时，细胞分化方向会发生一定的改变，C项正确。
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4.下列关于胚胎移植的叙述，正确的是( )
A.经胚胎移植产生的个体一定是无性生殖的后代
B.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
C.胚胎移植前需对受体进行超数排卵处理
D.胚胎移植的优势是可以充分发挥受体的繁殖潜力
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经胚胎移植产生的个体可能是有性生殖的后代，也可能是无性生殖的后代，其取决于胚胎的来源，A项错误；对供体进行超数排卵以获得较多的卵母细胞，C项错误；胚胎移植的优势是可以充分发挥供体(雌性优良个体)的繁殖潜力，受体的任务就是妊娠和育仔，D项错误。
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5.印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分相同
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步骤甲、乙分别是体外受精和胚胎移植，A项错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，该激素只作用于性腺细胞，B项正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞，C项错误；步骤甲使用的培养液(获能溶液或专用的受精溶液)与早期胚胎培养液成分有区别，D项错误。
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解题关键 解答本题的关键在于理解试管动物培养的过程、超数排卵的激素作用特点、早期胚胎培养的营养物质来源以及几种不同培养液的成分(获能溶液、体外受精培养液、早期胚胎培养液)。
6.目前，转基因产品的安全性引发社会的广泛关注，下列分析错误的是( )
A.转基因食品可能诱发过敏反应
B.转基因作物与近缘野生物种间可能会发生基因漂移
C.转基因生物进入生态系统后可能会成为超级杂草或超级害虫
D.转基因生物若经国家批准进行生产，就不存在任何安全风险
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转基因食品中可能出现新的过敏原，从而诱发过敏反应，A项正确；转基因作物与近缘野生物种间可能会发生基因漂移，从而使一些近缘物种表现出转基因作物的性状，B项正确；转基因生物进入生态系统后可能会成为超级杂草或超级害虫，进而破坏生态系统的稳定性，C项正确；转基因生物只有经过重重检测之后，国家才会批准进行生产，尽管如此，这些转基因生物依然可能存在一些潜在的安全风险，D项错误。
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7.克隆技术可用于生殖
性克隆和治疗性克隆，
下列相关叙述错误的
是( )
A.过程①选用的“未受精的卵”一般为MⅡ期卵母细胞
B.过程②需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清
C.过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内
D.过程④是在特定条件下诱导内细胞团发生基因突变的结果
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在核移植过程中，一般选用MⅡ期卵母细胞去核，作为体细胞核移植中细胞核的受体,A项正确；过程②是动物细胞培养的过程，加入抗生素可以防止杂菌污染，加入动物血清可提供营养物质，B项正确；过程③需将胚胎移入经同期发情处理的受体母牛子宫内，C项正确；过程④是进行治疗性克隆的过程，需要在特定条件下诱导内细胞团发生细胞分化，形成各种组织或器官，进行疾病的治疗，D项错误。
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8.积雪草能促进肌肤再生，修复受损的胶原蛋白，是美容护肤界的万金油。现用一批遗传性状基本一致的实验鼠，研究积雪草提取液对受损皮肤的修复效果。下列叙述正确的是( )
A.积雪草可能具有促进受损的肌肤细胞恢复全能性
B.可从多只鼠中取出体细胞进行核移植，培养获取遗传性状基本一致的实验鼠
C.通过均等分割囊胚期的内细胞团，可获得更多的遗传性状基本一致的实验鼠
D.分割获得的胚胎，需移植到经超数排卵处理的受体雌鼠的子宫中发育成熟
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细胞全能性是指细胞发育为完整个体或分化为其他各种细胞的能力，积雪草能促进肌肤再生，修复受损的胶原蛋白，没有体现全能性，A项错误；培养获取遗传性状基本一致的实验鼠需要从同一只小鼠体细胞中获取，B项错误；囊胚期的细胞具有全能性，通过均等分割囊胚期的内细胞团，可获得更多的遗传性状基本一致的实验鼠，C项正确；经超数排卵处理的是供体而非受体，D项错误。
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9.科学家们利用细胞核移植培养获得转基因猪，在供体猪身上进行了10次不同的基因编辑，以使供体猪的免疫系统能够接受人类心脏。外科医生成功将一颗转基因猪心脏移植到患有晚期心脏病的病人体内，但遗憾的是病人存活40天后由于免疫排斥而死亡。下列相关叙述不正确的是( )
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A.上述基因编辑中可能包含导入了某种调节因子、除去抗原决定基因等
B.细胞核移植过程中卵母细胞去核真正除去的是“纺锤体—染色体复合物”
C.转基因猪培育过程中胚胎移植时的囊胚具有外胚层、中胚层和内胚层
D.器官移植已经成为多种疾病治疗的有效手段，但依然面临着很多问题
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题述基因编辑中可能包含导入了某种调节因子(以抑制抗原决定基因的表达)、除去抗原决定基因等,防止器官移植后发生排异反应，A项正确；细胞核移植过程中卵母细胞去核真正除去的是“纺锤体—染色体复合物”，而非细胞核，B项正确；转基因猪培育过程中胚胎移植一般选择桑葚胚或囊胚，外胚层、中胚层和内胚层是原肠胚才具有的结构，C项错误；器官移植已经成为多种疾病治疗的有效手段，但依然面临着很多问题(如器官来源问题和排斥问题等)，D项正确。
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10.为了解转基因烟草对生态环境的影响，研究人员以TMV-cp烟草品种NC89为实验材料，对转基因烟草外源基因TMV-cp漂移到杂草上的可能性进行了研究。研究人员随机选取了5株NC89烟草，并在NC89烟草株系及周边随机选取各种杂草，提取DNA，根据TMV-cp基因设计引物进行PCR扩增，电泳结果如图。
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[注] 1为阳性对照，2为空白(阴性)对照，3~7为NC89烟草样品，8~18表示杂草样品。
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下列相关叙述错误的是( )
A.设置空白对照是为排除实验操作等对结果的影响
B.电泳结果表明TMV-cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在
C.电泳结果表明烟草中TMV-cp基因漂移至周边杂草
D.将TMV-cp基因转入其他植物时需要经过安全性评价
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为了排除实验操作等对结果的影响，需要设置空白对照，A项正确;由电泳结果可知，TMV-cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在，B项正确；8~18表示杂草样品，都没有出现TMV-cp基因条带，则烟草中TMV-cp基因没有漂移至周边杂草，C项错误；将TMV-cp基因转入其他植物时需要经过安全性评价，D项正确。
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二、非选择题
11.(2020·全国卷Ⅲ，T38)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
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回答下列问题:
(1)步骤①中需要使用的工具酶有_____________________________。步骤②和③所代表的操作分别是_____________和_____________。步骤④称为_____________。
(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的_______________(答出2点即可)的限制。
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限制性内切核酸酶、DNA连接酶
显微注射
体外培养
胚胎移植
性别、年龄
(3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息_____________(填“相同”或“不同”)，原因是______________________________________________。
(4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有_____________________(答出2点即可)。
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相同
两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵
体外受精、胚胎移植
(1)在基因表达载体的构建过程中需要使用限制性内切核酸酶切割W基因和载体，同时需要DNA连接酶进行连接。将重组表达载体导入受精卵常用显微注射法，从受精卵到早期胚胎需要进行体外培养，将获得的早期胚胎通过胚胎移植移至代孕母体体内。(2)乳腺生物反应器和膀胱生物反应器都属于动物反应器。前者受动物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制，后者不受动物性别和年龄
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限制。(3)题述两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵,所以其细胞核中染色体DNA所含遗传信息相同。(4)胚胎工程中所用到的技术主要有体外受精、胚胎移植。
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12.(科学探究)(2025·重庆模拟)
嵌合体是指在同一个个体中，由
基因型不同的细胞或组织相互接
触且维持各自并存的混合状态。
若细胞来自不同物种，该个体被
称为异种嵌合体；若细胞来自同
一物种，该个体被称为同种嵌合体。迄今为止，异种嵌合体仅有大小鼠异种嵌合体实验获得成功。科研人员主要利用iPS细胞与囊胚构建嵌合体，流程如图所示，请回答下列问题:
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(1)A过程前，为获取更多卵母细胞进行体外受精，应使用__________处理卵母细胞供体鼠。采集到的卵母细胞需在体外培养体系中达到____________________期，才具备受精的能力；体外直接采集到的精子应使用含有________________物质的溶液处理，使精子获能。B过程涉及的技术是___________________。
(2)受精卵发育形成囊胚需要经历多个细胞阶段，4细胞阶段和囊胚阶段间还存在的阶段有_________________________。小鼠的染色体数目为40，大鼠的染色体数目为42。获得的大小鼠异种嵌合体生物体细胞在有丝分裂后期染色体数目是_____________。
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促性腺激素
MⅡ(减数分裂Ⅱ中)
肝素(Ca2+载体)
胚胎移植技术
8细胞阶段和桑葚胚阶段
84条或80条
(3)有研究发现异种嵌合体个体的出生率低于同
种嵌合体，为验证该结论，科研人员将来源于
________(填“小鼠”或“大鼠”)的iPS细胞分别注
射至大鼠、小鼠囊胚腔中进行相关实验，结果
如图甲。该科研人员认为该实验并不完善，还
应增设两组实验。请利用小鼠、大鼠为实验材
料，完善补充实验:________________________
_______________________________________________________________________________________。
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小鼠
将等量的大鼠iPS细胞分
别注入多个大鼠、小鼠囊胚中，经胚胎移植至囊胚对应的代孕小鼠腹腔中，统计嵌合体的出生率
(4)已知TSA药物能提高嵌合体胚胎的存活率，该药物与细胞内参与基因表观遗传修饰的总HDAC酶活性有关。研究人员利用TSA处理嵌合体胚胎，得到的结果如图乙所示，据此推测总HDAC酶在嵌合体胚胎发育过程的作用是______________________________________。
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抑制组蛋白乙酰化水平，降低嵌合体存活率
(1)A过程是卵细胞的采集，为获取更多卵母细胞进行体外受精，应使用促性腺激素促使其超数排卵。采集到的卵母细胞需在体外培养体系中达到MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期)，才具备受精的能力。将采集到的精子放在含有肝素(Ca2+载体)的获能液中，使其获能。B过程表示将某一胚胎移植到另一个体内，涉及的技术是胚胎移植技术。(2)胚胎发育过程为受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚与器官形成等阶段，因此4细胞阶段和囊胚阶段间还存在的阶段有
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8细胞阶段和桑葚胚阶段。异种嵌合体体细胞来源于不同的物种,部分体细胞来源于大鼠，部分体细胞来源于小鼠，注意这里的嵌合体制备流程与动物体细胞融合技术不同，嵌合体鼠的体细胞在有丝分裂后期染色体数目为84条或80条。(3)题干指出：异种嵌合体个体的出生率低于同种嵌合体，用小鼠囊胚构建出的嵌合体出生率高于大鼠为囊胚构建的嵌合体，注射的iPS细胞应来源于小鼠。本实验是将小鼠的iPS细胞分别注射至大鼠、小鼠囊胚腔中进行相
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关实验，还应该将等量的大鼠iPS细胞分别注入多个大鼠、小鼠囊胚中，经胚胎移植至囊胚对应的代孕小鼠腹腔中，统计嵌合体的出生率。(4)由结果推出TSA通过降低总HDAC酶的相对活性提高了组蛋白乙酰化水平，因此总HDAC酶的作用应该是抑制乙酰化水平，降低嵌合体存活率。
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