第53讲　胚胎工程-2026版一轮复习

第53讲胚胎工程课标内容(1)简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。(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。考点一胚胎工程的理论基础1.对胚胎工程概念的理解2.受精和早期胚胎发育的过程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。考向围绕胚胎工程的理论，考查生命观念1.(2022·江苏卷，4)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我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」，点击链接即可保存。打开「夸克APP」，无需下载在线播放视频，畅享原画5倍速，支持电视投屏。链接：/s/45a9f612fe59提取码：t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴：/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794

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答案C解析对精子进行获能处理包括培养法和化学诱导法，但精子获能不是获取能量，A错误；哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需营养物质与体内基本相同，例如需要无机盐、激素、氨基酸、核苷酸、维生素等，还需加入血清、血浆等天然成分，B错误；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，C正确；将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程可以看作动物无性繁殖或克隆，D错误。2.(2024·山东潍坊模拟)斑马鱼和人类基因有着87%的相似性，每条雌鱼每次排卵300枚左右，体外受精后胚胎发育同步性好，胚体透明且发育速度快，是科研上常用的模式脊椎动物之一。下列说法错误的是()A.用胶原蛋白酶处理斑马鱼胚胎的滋养层，可获得大量胚胎干细胞B.利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类C.斑马鱼的透明胚胎有利于观察药物对其体内器官发育的影响D.胚胎数量多、体外发育都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点答案A解析胚胎干细胞是一类全能性细胞，囊胚期的细胞开始出现分化，其中内细胞团具有全能性，而滋养层细胞不具有全能性，故处理斑马鱼胚胎的滋养层，不能获得大量胚胎干细胞，A错误；结合题意“斑马鱼和人类基因有着87%的相似性”，故利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类，B正确；斑马鱼的胚体透明，有利于观察药物对其体内器官发育的影响，C正确；胚胎数量多(便于生物学统计)、体外发育(便于观察和操作)都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点，D正确。3.(2024·河南信阳期中)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是()A.卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加B.孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来C.滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定D.在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功答案B解析卵裂期的早期胚胎的总体积并没有增加，但是细胞数目在增加，该过程中每个细胞的核质比逐渐增大，同时胚胎中DNA总量逐渐增加，A正确；孵化是指透明带破裂，囊胚从透明带中伸展出来的过程，B错误；囊胚期的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，可用于性别鉴定，而内细胞团将会发育成胎儿的各种组织，C正确；在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功，因为此时的胚胎处于游离状态，同时此时的胚胎全能性较高，D正确。考点二胚胎工程技术及其应用1.体外受精2.胚胎移植(1)概念理解(2)过程胚胎移植过程中两次使用激素的目的：第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。两次检查的目的：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.胚胎移植的生理学基础4.胚胎分割无性繁殖或克隆的方法之一(1)胚胎分割(2)主要仪器设备体视显微镜和显微操作仪。(3)操作程序①将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。②胚胎移植前进行性别鉴定的方法：取滋养层细胞做DNA分析。考向1围绕体外受精和胚胎移植，考查生命观念1.(2024·广东汕头期末)我国大陆首例由试管婴儿分娩的“试管婴儿二代宝宝”在北京大学第三医院诞生，他的母亲是我国大陆首例试管婴儿。试管婴儿技术不断进步，为许多不孕不育患者实现了做父母的心愿。下列相关叙述错误的是()A.试管婴儿技术所获得的胚胎必须通过胚胎移植给受体才能获得后代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.精子接触透明带时，卵细胞膜会发生反应阻止多精入卵D.采集的卵母细胞和精子都要进行相应的处理才能完成体外受精过程答案C解析核移植、转基因或体外受精等技术获得的胚胎均需通过胚胎移植给受体才能获得后代，A正确；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，B正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外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，C错误；体外受精之前，要对精子进行获能处理，采集的卵母细胞要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，D正确。2.(2024·重庆一中质检)精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，形成转基因动物的方法。某科研小组利用精子载体法将人的促卵泡激素(β－FSH)基因导入受精卵中形成转基因牛来生产促卵泡激素。下列有关说法错误的是()A.①过程中需使精子处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态B.②过程的精子需要先在获能液或雌性生殖道中进行获能处理C.③过程的早期胚胎需要发育到桑葚胚或原肠胚才能进行胚胎移植D.④过程的代孕牛需要与卵细胞供体牛用相关激素进行同期发情处理答案C解析①过程表示将外源基因导入精子，需使精子处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，A正确；②过程表示受精作用，精子需要获能，可在获能液或雌性生殖道中进行获能处理，B正确；③过程的早期胚胎需要发育到桑葚胚或囊胚才能进行胚胎移植，C错误；过程④表示胚胎移植，进行胚胎移植时，要求受体和供体处于相同的生理状态，所以需用相关激素对代孕牛和供体牛进行同期发情处理，D正确。考向2围绕胚胎分割技术及其应用，考查科学探究3.(2024·襄阳五中期末)如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是()A.在胚胎发育过程中，受精卵通过有丝分裂不断增加体细胞数目B.在进行步骤③时，应选择发育良好的原肠胚来操作C.在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，胚胎体积不断增大D.步骤①代表奶牛的体外受精，属于无性繁殖的方式答案A解析分割囊胚时在进行步骤③时，应选择发育良好的桑葚胚或囊胚来操作，需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，B错误；在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，细胞体积不断减小，胚胎体积并不增加，C错误；步骤①代表奶牛的体外受精，属于有性繁殖的方式，D错误。1.(2023·广东卷，3)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.胚胎培养答案C解析由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于该过程为有性生殖，因此不涉及细胞核移植，C符合题意。2.(2023年1月浙江选考，12)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是()A.经获能处理的精子才能用于体外受精B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理答案C解析胚胎分割能提高胚胎的利用率，不能提高成活率，C错误；胚胎移植前需要选择同种、健康的、未经配种的受体，进行同期发情处理，D正确。3.(2019·江苏卷，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：(1)对1号猪使用处理，使其超数排卵，收集并选取处在时期的卵母细胞用于核移植。(2)采集2号猪的组织块，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___________________________。(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行。产出的基因编辑猪的性染色体来自号猪。(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有(填序号)。①DNA测序②染色体倍性分析③体细胞结构分析④抗原—抗体杂交答案(1)促性腺激素MⅡ(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)维持培养液的pH(3)分割2(4)①④解析(1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于减数第二次分裂的中期。(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的主要作用是维持培养液的pH。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为了判断目的基因是否被导入受体，可采用DNA分子杂交、DNA测序等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交法从分子水平进行检测。4.(2022·全国甲卷，38)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_______________________________________________________________________________________________。答案(1)放入－196℃的液氮中保存(或冷冻保存)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受精肝素或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，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(1)精液可以放入－196℃的液氮中保存(或冷冻保存)，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受精，故在体外受精前要对精子进行获能处理。体外获能方法可采用化学诱导法，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减数第二次分裂中期才能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。限时强化练(时间：30分钟)【对点强化】考点一胚胎工程的理论基础1.(2024·江西临川一中模拟)卵胞浆内单精子显微注射技术是用显微操作技术将精子注射到卵母细胞胞浆内，使卵子受精，在体外培养形成早期胚胎，再放回母体子宫内发育着床。有关说法错误的是()A.穿刺可能会对卵母细胞造成损伤，应加强随访B.受精完成的标志是雌雄原核融合C.该技术主要解决了一些异常精子不能穿越透明带的问题D.用于移植的胚胎宜选用原肠胚期的胚胎答案D解析通过显微注射技术将精子注射到卵母细胞胞浆内，使卵子受精，可能会对卵母细胞造成损伤，使其不能继续进行分裂，因此应加强随访，A正确；受精完成的标志是雌雄原核融合或观察到两个极体，B正确；体内受精时精子需要穿越透明带和卵细胞膜后才能与卵细胞融合，该技术可将精子注射到卵母细胞胞浆内，使卵子受精，因此主要解决了一些异常精子不能穿越透明带的问题，C正确；用于移植的胚胎宜选用桑葚胚或囊胚期的胚胎，D错误。2.(2024·广东湛江调研)下图表示牛的受精作用及早期胚胎发育的部分过程。下列有关叙述正确的是()A.图1中各细胞内的核DNA分子数目相同B.图3表明受精作用已经完成C.同期发情处理能使供体产生更多的图4结构D.图1到图4的过程发生在输卵管和子宫中答案D解析图1中精子已完成减数分裂过程，而卵细胞与精子结合时，正处于减数分裂Ⅱ时期，卵细胞核DNA分子数目为精子的2倍，因此图1中各细胞内核DNA分子数目不相同，A错误；图3中受精卵已经进行了一次卵裂，形成了两个子细胞，B错误；同期发情处理可以使供体和受体具有相同的生理环境，C错误；图4为早期胚胎发育过程中形成的原肠胚，图1到图3的过程发生在输卵管中，图4出现在子宫中，D正确。考点二胚胎工程技术及其应用3.(2024·华师一附中质检)科研人员利用如下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞在体外受精，得到正常后代。下列叙述正确的是()A.过程②产生的精子中无线粒体，需要进行获能处理B.过程④体现了细胞膜的选择透过性和信息交流功能C.过程⑤中，细胞只进行有丝分裂，不进行减数分裂D.过程⑥中，需对受体雌鼠注射促性腺激素进行同期发情处理答案C解析过程②产生的精子中线粒体变为线粒体鞘(尾的基部)，为精子游向卵细胞并与其结合提供能量，A错误；过程④是受精作用，该过程体现了细胞膜的流动性和信息交流功能，B错误；过程⑤是早期胚胎培养，该过程中细胞只进行有丝分裂，不进行减数分裂，C正确；对受体雌鼠进行同期发情处理用孕激素处理，促性腺激素可促进超数排卵，D错误。4.(2024·东北师大附中质检)据报道，世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛，实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种，下列叙述正确的是()A.体外培养受精卵时，培养液中通常加入动物血清、蔗糖等成分B.用雌性北方白犀牛体细胞克隆出多头子代后，让其自行繁衍C.可通过胚胎分割技术增加其数量，该技术属于有性繁殖D.这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性降低，野外生存能力下降答案D解析体外培养受精卵时，培养液中通常需加入动物血清等成分，但不能添加蔗糖，A错误；用雌性北方白犀牛体细胞克隆出多头子代后，只能获得雌性白犀牛，后代不能自行繁衍，B错误；可通过胚胎分割技术增加其数量，但是该技术属于无性繁殖，C错误；人工繁育的种群与野生种群相比，其种群内基因交流减少，遗传多样性降低，野外生存能力也会下降，D正确。5.(2024·西工大附中质检)下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述，错误的是()A.动物细胞和胚胎培养液中加入的血清具有营养功能B.体外培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体时离不开胰蛋白酶的使用C.早期胚胎可以通过体外受精、细胞核移植等技术获得D.早期胚胎必须移植到经同期发情处理的同种雌性动物子宫内答案B解析动物细胞和胚胎培养液中加入的血清含有多种营养物质，因此具有营养功能，A正确；由于杂交瘤细胞能无限增殖，因此体外培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体时不需要使用胰蛋白酶，B错误；早期胚胎可以通过体外受精、细胞核移植等技术获得，C正确；早期胚胎必须移植到经同期发情处理的同种雌性动物子宫内，因此胚胎移植前需要对受体进行同期发情处理，D正确。【综合提升】6.(2024·湖北荆州调研)下图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程，其中①～⑤表示操作过程。请回答下列问题：(1)图中①过程涉及的精子需进行处理；防止多精入卵的两道屏障为______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是________________________________________________________________________________________________。(3)图中②过程所用的方法是_________________________________________。外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能发育成转基因牛，而有的会死亡，请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因：____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)图中b、c分别代表囊胚的_____________________________________。(5)图中④过程表示____________________________________________，由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为。答案(1)获能透明带反应、卵细胞膜反应(2)促使其超数排卵(3)显微注射法外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵内生命活动所必需的某些基因不能表达(合理即可)(4)囊胚腔、内细胞团(5)胚胎分割和胚胎移植100%7.(2024·广东深圳调研)如图为牛胚胎移植示意图，请据图回答：(1)在牛的胚胎移植程序中，①通常是采用进行同期发情处理，然后②用激素使供体母牛超数排卵。(2)③对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到或阶段。(3)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同？，为什么？________________________________________________________________。(4)进行胚胎移植的优势是____________________________________________。(5)收集胚胎的生理基础是_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)孕激素促性腺(2)桑葚胚囊胚(3)不相同犊牛的遗传物质来源于供体母牛和供体公牛，且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力(5)早期胚胎形成后，在一定时间内，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系解析(1)胚胎移植时，供、受体母牛必须处在相同的发情期，通常用孕激素进行处理，然后用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理。(2)对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段。(3)根据牛胚胎移植示意图分析可知，⑤过程产生的犊牛的遗传物质来自供体公牛和供体母牛，与⑥受体母牛无关，受体母牛只是提供胚胎发育的场所，因此⑤的遗传物质与⑥的遗传物质不相同。(4)胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，这是进行胚胎移植的优势。(5)早期胚胎形成后未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态，所以可以从母体内通过收集胚胎获得早期胚胎供胚胎移植所用。8.(2024·河北衡水调研)某科研小组采用“胚胎干细胞介导法”将荧光素基因导入纯种灰色小鼠胚胎干细胞(ES细胞)中并整合到染色体上，然后将转基因的胚胎干细胞注射到纯种黄色小鼠囊胚中构建嵌合体小鼠，具体过程如图所示。请回答下列问题：(1)过程①利用酶构建重组DNA分子，荧光素基因可作为标记基因检测目的基因是否导入受体细胞，也可用于检测⑥过程中__________________________________________________________________________________________。(2)过程②收集的胚胎干细胞可来源于。胚胎干细胞在功能上具有___________________________________________________________________。(3)过程③常用的方法是。含有目的基因的灰色小鼠胚胎干细胞注射到黄色小鼠囊胚后可参与宿主的胚胎构成，能分化出嵌合体动物的某些组织或器官。(4)通过上述操作获得子代小鼠需将早期胚胎移植到同种受体小鼠体内，一般需要在移植前对供、受体进行同期发情处理，目的是_____________________________________________________________________________________________。在移植前(填“需要”或“不需要”)对受体小鼠注射免疫抑制剂以避免受体小鼠对移植的胚胎发生排斥反应。答案(1)限制酶和DNA连接子代小鼠由灰色小鼠胚胎干细胞发育而来的部分(2)早期胚胎发育的全能性(3)显微注射法(4)使供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入受体提供相同的生理环境不需要解析题图中①表示基因表达载体的构建，②表示从