2027届高考生物一轮复习讲义-大概念9第50讲胚胎工程

第50讲胚胎工程课标要求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。考情分析1.胚胎工程的理论基础2025·浙江6月选考，24；2024·湖北卷，102.胚胎工程技术及其应用2025·安徽卷，14；2025·黑吉辽蒙卷，9；2025·云南卷，14；2025·山东卷，14；2025·江苏卷，7；2025·浙江6月选考，24；2025·陕晋宁青卷，7；2025·重庆卷，4；2025·河北卷，13；2024·贵州卷，13；2024·甘肃卷，16；2024·湖北卷，5；2023·江苏卷，17；2023·广东卷，3；2023·浙江1月选考，2考点一胚胎工程的理论基础1.胚胎工程2.受精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防止多精入卵的生理反应：一是透明带发生生理反应，二是卵细胞膜发生生理反应。③卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。④受精过程体现的细胞膜的功能：信息交流功能；体现的细胞膜的结构特点：一定的流动性。⑤在胚胎工程的实际操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。3.胚胎早期发育(1)过程(2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律考向胚胎工程的理论基础[生命观念]1.(2024·湖北卷，10)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，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是()甲的浓度/(μg·mL－1)0110100卵母细胞/个106120113112第一极体排出/个70795348成熟率/%66.065.846.942.8卵裂数/个2846155卵裂率/%40.058.228.310.4A.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1μg·mL－1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答案A解析由题表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(＞10μg·mL－1，第一极体排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确；添加1μg·mL－1的甲，卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；由表可知，本实验的成熟率＝第一极体排出(个)/卵母细胞(个)，即本实验中卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。2.(2026·湖南岳阳质检)如图表示某哺乳动物胚胎的早期发育过程，a～c表示相关过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示相关时期。下列相关叙述正确的是()A.过程a表示卵裂，该时期细胞数量和体积不断增加B.过程b细胞逐渐分化，Ⅱ时期细胞存在内胚层、中胚层和外胚层C.过程c表示孵化，孵化后胚胎继续发育形成Ⅲ时期的原肠胚D.进行胚胎分割时应使胚胎发育至Ⅲ时期答案C解析过程a表示卵裂，该时期细胞数目不断增加，但胚胎总体积并不增加，细胞体积变小，A错误；过程b细胞逐渐分化，Ⅱ时期表示囊胚期，内胚层、中胚层和外胚层存在于原肠胚时期，B错误；据图可知，Ⅲ时期的胚胎是原肠胚，过程c表示孵化，孵化后胚胎继续发育形成Ⅲ时期的原肠胚，C正确；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，D错误。考点二胚胎工程技术及其应用1.体外受精(1)过程(2)意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。2.胚胎移植(1)概念理解(2)过程(以牛胚胎移植为例)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、羊一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段移植；小鼠、家兔可在更早的阶段移植；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3.胚胎分割提醒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体外受精过程[科学思维]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，因此不需要涉及细胞核移植，C符合题意。2．(2025·重庆卷，4)为保护濒危哺乳动物甲，科研工作者利用甲的近亲物种乙(种群数量多)进行了如图所示的研究，下列叙述正确的是()A．克隆动物的核基因组来源于甲和乙B．体外受精需用获能后的精子与MⅠ期的卵母细胞受精C．囊胚①的内细胞团可发育为胎盘和个体D．滋养层可影响内细胞团的发育答案D解析克隆动物的核基因组来源于甲，细胞质中的基因来源于乙，A错误；体外受精需用获能后的精子与MⅡ期的卵母细胞受精，而不是MⅠ期，B错误；囊胚①的内细胞团可发育为个体，滋养层细胞发育为胎膜和胎盘，C错误；囊胚①直接移植到子宫，胚胎死亡，囊胚①的内细胞团＋囊胚②的滋养层形成的囊胚③移植入子宫，可形成克隆动物，推测滋养层可影响内细胞团的发育，D正确。考向2胚胎移植和胚胎分割[科学思维]3.(2025·陕晋宁青卷，7)科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作，获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是()A.为获取足够的卵子，需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理B.为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致，需进行同期发情处理C.受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量和胚胎总体积均增加D.对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响答案C解析胚胎移植过程中为获取足够的卵子，需对优良供体母畜注射促性腺激素，可使其超数排卵，A正确；为确保胚胎移植时处于相同的生理状态下，需要对供体和受体进行同期发情处理，B正确；受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量增加，但胚胎总体积并不增加，C错误；对照实验中无关变量均应相同且适宜，故对照组绵羊的选择应考虑年龄、性别等无关变量的影响，D正确。4.(2026·湖南长沙开学考)如图为经过体外受精和胚胎分割、移植培育优质奶牛的过程。下列叙述正确的是()A.精子需要获能处理后才能参与体外受精，而卵母细胞可直接参与受精B.②是内细胞团，需要用分割针将其均等分割成2、4或8等份C.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同环境条件下空间位置的转移D.胚胎移植前需要对受体进行免疫抑制处理以避免发生免疫排斥反应答案C解析体外受精时获取的精子一般需要经过获能处理才能参与受精，获取的卵母细胞也需要在体外进行成熟培养，A错误；胚胎分割时需要用分割针将早期胚胎均等分割成2、4或8等份，图中的①才是内细胞团，B错误；根据胚胎移植的操作流程可知，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同环境条件下空间位置的转移，C正确；胚胎移植的理论基础之一是受体基本上不会对移植过来的早期胚胎发生免疫排斥反应，所以无需对受体进行免疫抑制处理，D错误。限时练50胚胎工程(时间：30分钟分值：45分)【对点强化】考点一胚胎工程的理论基础1.(2024·九省联考甘肃卷，16)胚胎工程技术的迅速发展实现了优良家畜品种的大量繁殖，能显著提高畜产品质量改善人民生活，还可以解决濒危动物繁育的问题。下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述，正确的是()A.刚采集到的卵母细胞即可与获能处理后的精子在体外受精B.在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，标志着卵子受精C.卵裂在透明带内进行，此时胚胎细胞数量和总体积不断增加D.为了获得大量同卵多胎，可对囊胚或桑葚胚进行无限次分割答案B解析刚采集到的卵母细胞需培养到减数分裂Ⅱ中期才能与获能处理后的精子在体外受精，A错误；判断卵子是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以看到两个极体，或雌、雄原核，B正确；受精卵在卵裂期，细胞数量增加但胚胎总体积并不增加，C错误；采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，D错误。2.(2025·云南卷，14)孕酮具有促进子宫内膜增生，为受精卵着床做准备的作用。某奶牛场发现一头高产奶量母牛生产两胎后重复配种均未成功妊娠，该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛。为获得该母牛的后代，下列说法正确的是()A.运用体外受精或人工授精技术可提高该牛的妊娠率B.使用外源促性腺激素处理该牛获得更多卵子进而可获得多枚胚胎C.体外受精或人工授精后形成受精卵移植到健康受体可提高存活率D.使用该牛MⅡ期卵母细胞的细胞核进行核移植可获得可育后代答案C解析该母牛孕酮量低于正常母牛，子宫内膜增生可能不足，不利于受精卵着床，即使运用体外受精或人工授精技术，也难以提高妊娠率，A错误；使用外源促性腺激素处理该牛，可促使其超数排卵，获得更多卵子，但其孕酮量低于正常母牛，受精卵不能成功着床，不能获得成活胚胎，B错误；该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛，故可通过体外受精或人工授精后形成受精卵移植到健康的受体内可提高存活率，C正确；核移植是将体细胞核移植到去核卵母细胞，即使克隆成功，由于该母牛可能携带孕酮分泌异常的基因，获得的后代也可能存在发育等方面的问题，不一定可育，D错误。考点二胚胎工程技术及其应用3.(2025·河北卷，13)生物工程在社会生产中的应用日益广泛，下列相关技术和方法错误的是()A.利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持B.在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞培养C.利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合D.对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵用于胚胎制备答案B解析利用植物组织培养技术可实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持，原理是植物细胞的全能性，A正确；动物细胞培养的气体条件为含有95%空气和5%CO2的混合气体，B错误；可用灭活病毒诱导动物细胞的融合，C正确；可对供体母牛注射促性腺激素，使其超数排卵，以便获得更多的卵母细胞用于胚胎制备，D正确。4.(2025·江苏卷，7)梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好，但自然杂交很难完成，人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用，可提高繁殖率，增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是()A.采集的精液无需固定、稀释，即可用血细胞计数板检测精子密度B.人工授精时，采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道C.超数排卵处理时，常用含促性腺激素的促排卵剂D.母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础答案C解析若血细胞计数板的一个小格内精子数量过多，计数时会因为重叠而数不清楚，应将采集的精液固定、稀释一定倍数后再进行计数，A错误；人工授精时，精子可在雌性动物生殖道内获能，无需提前进行获能处理，B错误；胚胎工程中，常用外源促性腺激素进行超数排卵处理，C正确；母体对移植入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，免疫耐受性高，这是胚胎移植的生理学基础，D错误。5.(2024·湖北卷，5)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答案D解析选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体，进行超数排卵处理，A正确；胚胎移植前，采集部分滋养层细胞进行遗传学检测，B正确；作为受体的母山羊只需具备健康的体质和正常繁殖能力即可，但山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子，D错误。6.(2024·甘肃卷，16)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，流程如下图。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答案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正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(MⅡ期)后才可与获能的精子进行体外受精，B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，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。【综合提升】7.(2026·四川内江期中)精子的顶体由高尔基体特化而来。受精时顶体膜与精子的细胞膜融合，释放顶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是()A.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质B.顶体内储存的顶体酶是在精子的溶酶体中合成的C.顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性D.受精卵中的遗传物质一半来自父方，另一半来自母方答案A解析精子游向卵子所需的能量来自ATP水解，而ATP是通过细胞呼吸产生的，精子进行细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，A正确；顶体酶是在精子的核糖体上合成的，而不是溶酶体，B错误；顶体膜和精子细胞膜的融合体现了生物膜具有一定的流动性，C错误；受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，另一半来自母方，而细胞质中的遗传物质主要来自母方，D错误。8.(2026·北京朝阳区期中)研究者在哺乳动物胚胎的2细胞阶段对细胞进行标记，追踪到囊胚阶段，发现大多数内细胞团细胞主要来源于2细胞阶段中的一个细胞，即在胚胎发育的早期阶段，细胞的命运已经开始表现出显著的不均衡性。下列叙述错误的是()A.基因表达的差异可能影响2个细胞的命运B.对囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割时内细胞团可以不均等分割C.滋养层细胞的来源也表现出显著不均衡性D.此研究可以为辅助生殖技术提供理论基础答案B解析分析题意，大多数内细胞团细胞主要来源于2细胞阶段中的一个细胞，由此可知，基因表达的差异可能影响2个细胞的命运，A正确；内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它将来会发育成胎儿的各种组织，囊胚阶段还包括滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘的一部分，若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题，故对囊胚期的胚胎进行分割时，应注意将内细胞团均等分割，B错误；囊胚阶段，大多数内细胞团细胞主要来源于2细胞阶段中的一个细胞，即在胚胎发育的早期阶段，细胞的命运已经开始表现出显著的不均衡性，由此推测，滋养层细胞的来源也可能表现出显著不均衡性，C正确；该项研究可以使人们了解到在胚胎发育的早期阶段，细胞的命运已经开始表现出显著的不均衡性，该研究可以为辅助生殖技术提供理论基础，D正确。9.(2026·湖北武汉期中)我国科学家发现用体外受精胚胎的滋养层替换体细胞核移植胚胎的滋养层，能显著提升恒河猴体细胞核移植成功率，主要技术流程如图所示。下列叙述正确的是()A.体细胞核移植和体外受精都属于克隆B.图中卵母细胞都需去除纺锤体—染色体复合物C.为避免排斥反应，需向植入重组囊胚的代孕猴注射免疫抑制剂D.滋养层细胞沿透明带内壁扩展，将来发育成胎膜和胎盘答案D解析体细胞核移植属于克隆，体外受精不属于克隆，A错误；题图中只有进行核移植的卵母细胞需去除纺锤体—染色体复合物，B错误；胚胎移植通常不会发生免疫排斥，故无需注射免疫抑制剂，C错误；沿透明带内壁扩展和排列的滋养层细胞，将来发育为胎膜和胎盘，而内细胞团细胞将来发育成胎儿的各种组织，D正确。10.(2026·广东部分学校期中)羔羊胚胎移植技术是集诱导羔羊卵泡发育技术、体外受精和胚胎移植等技术为一体的胚胎生物技术体系，主要用于提高优良品种的繁殖速度和遗传品质，其技术流程如图所示。下列相关叙述正确的是()A.甲羊的卵母细胞发育至MⅠ期才能与获能的精子完成受精B.体外受精后的早期胚胎培养过程不需要额外提供营养物质C.要对甲羊和乙羊用促性腺激素进行同期发情处理D.丙羊的子宫一般不会对外来的早期胚胎产生排斥反应答案D解析从卵巢中刚采集的卵母细胞需体外培养到MⅡ期后才可与获能的精子进行体外受精，A错误；体外受精后的早期胚胎培养过程需要提供各种营养物质，以促进胚胎的生长发育，B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，使受体与供体的生理状况相同，因此受体丙羊需和甲羊进行同期发情处理，C错误；丙羊的子宫一般不会对外来的早期胚胎产生排斥反应，这为移植胚胎的存活提供了可能，D正确。11.(2026·江苏南通期中)如图是小鼠(2N＝40)孤雌单倍体胚胎干细胞系的获得过程，相关叙述错误的是()A.过程①中精子需用获能液培养，卵母细胞应处于MⅡ中期B.卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，因此不能直接用卵母细胞培养C.图中“早期胚胎”是桑葚胚，细胞已经逐渐分化，出现内细胞团和滋养层D.推测孤雌单倍体胚胎干细胞只含有一个染色体组，具有增殖和分化的能力答案C解析在受精过程中，精子需要获能后才能与处于MⅡ中期的卵母细胞结合完成受精作用，A正确；卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，所以需要用精子刺激卵母细胞，然后移除雄原核再进行培养，B正确；题图中的“早期胚胎”是囊胚，C错误。12.(2026·重庆南开中学开学考)猪的生理情况、器官大小以及胚胎发育方面与人类具有很高的相似性，成为“种植”人类器官的热门动物。如图为我国科学家利用猪培育可用于移植的人