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（5）胚胎工程
——高二生物学人教版（2019）选择性必修三期末易错题集训
【易错点分析】
1.受精过程
①精子和卵子的发生细节：性原细胞（精原细胞和卵原细胞）通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成生殖细胞。但精子和卵子发生有区别，如多数哺乳动物刚排出的卵子尚未成熟，有的是初级卵母细胞（如马），有的是次级卵母细胞（如羊、猪等）；精子形成过程中细胞质均等分裂且需要变形，卵子形成过程中细胞质不均等分裂且不需要变形
②受精标志和受精结束标志：受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体；受精结束的标志是雌雄原核融合形成合子
③防止多精入卵的两道屏障：第一道屏障是透明带反应，发生于精子触及卵细胞膜的瞬间；第二道屏障是卵细胞膜反应，发生在精子入卵后。容易混淆这两道屏障的发生时间和作用机制
2.胚胎早期发育
①卵裂期的特点：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数目增加，但胚胎总体积不增加或略有减小，每个细胞的体积减小，胚胎总有机物减少，总 DNA 数增加，每个细胞具有发育的全能性。常出错的地方是对卵裂期细胞的各种变化记忆不准确，如误认为胚胎总体积会增大等
②不同发育阶段的特点和区分
a.桑葚胚细胞形成致密的细胞团，形似桑葚，细胞还未分化
b.囊胚出现内细胞团和滋养层细胞的分化，囊胚进一步扩大会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫孵化
c.原肠胚出现三个胚层的分化：容易混淆各个阶段的特点，例如将囊胚的孵化与原肠胚的形成过程混淆，或者对不同阶段细胞的分化情况理解错误
3.胚胎工程技术
体外受精：精子需要获能处理，卵子需要培养到减数第二次分裂中期才能受精。获能液的成分因动物种类不同而有差异。可能会忽略不同动物精子获能和卵子成熟的具体条件差异
4.胚胎移植：
①胚胎来源可以是体外受精形成的受精卵发育而来，也可以是通过克隆技术等其他方式形成的胚胎，而不只是来自体外受精
②经胚胎移植获得的动物体的性别取决于供体，与受体无关，且胚胎移植不能定向改造动物遗传性状。容易错误地认为胚胎移植可以定向改变动物的遗传性状，或者认为受体对胚胎的性别等性状有影响
③移植前不需要对胚胎进行免疫排斥反应实验，因为胚胎在母体内不会发生免疫排斥反应。这是一个常考的易错点，容易与器官移植中的免疫排斥反应混淆
5.胚胎分割：
①应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割。如果选择原肠胚进行分割，由于细胞已经分化，会影响分割后胚胎的发育，甚至导致不能发育成完整的个体
②分割时要注意将内细胞团均等分割，以保证分割后胚胎的恢复和发育。如果分割不均，可能会导致分割后的胚胎发育不良
③胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一，但操作过程属于有性生殖还是无性生殖容易混淆，需要明确是基于一个受精卵的有丝分裂形成的多个胚胎，属于无性生殖范畴
【易错点练习】
1.下列有关哺乳动物精子、卵细胞形成的说法正确的是( )
A.卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成
B.精、卵细胞的形成都是从动物初情期开始
C.体型大的动物产生的精子多且大
D.精子和卵细胞形成过程中都需要变形
2.在实施体外受精（ART）的过程中，活性氧产生过多可以发生配子的氧化应激损伤：能引发精子细胞膜功能退化、DNA碎片化等最终使精子活力降低；还能影响卵母细胞的成熟以及后期胚胎的发育等。研究发现，褪黑素具有强大的抗氧化性，可显著缓解体外操作对配子造成的氧化应激损伤。下列叙述错误的是( )
A.ART和体内受精过程中，精子获能的场所相同
B.活性氧产生过多可能会影响雌原核和雄原核的形成
C.发生氧化应激损伤后可能会影响卵细胞的受精能力
D.将褪黑素应用于ART的过程中，可提高ART的成功率
3.澳大利亚出生了一对半同卵双胞胎姐弟，受精卵形成及早期胚胎发育的过程如图所示。图1是异常受精过程，图2中有1个雌原核和2个雄原核，图3中该受精卵进行有丝分裂，姐妹染色单体分离后，分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，如图4所示（其中细胞A和B发育成姐弟二人，细胞C只含父系染色体）。下列叙述正确的是( )
A.图1表示该异常胚胎的受精过程，此时的卵子为初级卵母细胞
B.该卵子与2个精子受精，表明透明带和卵细胞膜在阻止多精入卵的过程中不起作用
C.这对姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体不同
D.图4中细胞B含有双亲染色体各一组，细胞C的性染色体组成一定是YY
4.2023年，我国某科研团队发表了小鼠桑葚胚样全潜能细胞体外培养的相关研究。该团队通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞（该细胞在分子水平及发育潜能上具有桑葚胚时期细胞的特性），并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段的过程。下列有关叙述错误的是( )
注：pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因
A.可诱导桑葚胚样全潜能细胞发育至囊胚期
B.诱导桑葚胚样全潜能细胞分化时，基因的碱基序列和表达情况都会发生改变
C.囊胚期细胞重置至桑葚胚样全潜能细胞的过程类似于脱分化
D.桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3基因的表达量下降
5.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。相关叙述错误的是( )
A.基因表达的差异可能影响2个细胞的命运
B.内细胞团发育为胚胎的大部分和胎盘的一部分
C.滋养层的细胞来源也表现出显著不均衡性
D.此研究有助于为辅助生殖技术提供理论基础
6.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
7.胚胎工程等生物技术促进了具有优良性状和经济价值的动物快速繁育与应用。下列叙述错误的是( )
A.克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术
B.胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，还可产生遗传性状相同的后代
C.为提高体外受精成功率，新采集的精子应直接用于体外受精
D.动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率
8.如图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。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
9.胚胎工程理论的发展和技术的应用提高了良种奶牛的繁育速度，保证了我国高品质牛奶的充足供应。如图表示繁殖良种奶牛以及获取胚胎干细胞的流程，下列叙述正确的是( )
A.体外受精与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
B.进行①胚胎分割后获得的2个健康胚胎的遗传性状不同
C.可从早期囊胚（b）中的滋养层细胞获得胚胎干细胞（e）
D.进行②胚胎移植时能否成功，与供体和受体的生理状态有关
10.在胚胎工程技术过程中，有很多操作步骤都需要“检查”。下列有关说法正确的是( )
A.取出的卵母细胞移入培养液中培养，需检查其是否分裂到MII中期
B.胚胎移植前，需对胚胎进行检查以确定其是否发育至原肠胚阶段
C.检查胚胎性别时，需取样囊胚内细胞团细胞做DNA分析
D.胚胎移植入受体母畜的子宫前，需对受体母畜进行胚胎免疫检查
11.动物细胞培养是动物细胞工程的基础。如图所示，a、b、c表示现代工程技术，①②③表示通过相应技术经胚胎移植得到的个体，下列说法正确的是( )
A.若a是体细胞核移植技术，则①反映了动物细胞也具有全能性
B.若b是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
C.若c是胚胎分割技术，则③中个体的基因型和表现型一定相同
D.①②③生产过程中的受体需用促性腺激素进行同期发情处理
12.某牧场为了繁育某种优良种牛，设计了以下两种方法。下列相关叙述错误的是( )
A.过程1通过电融合法将细胞A与去核细胞B融合得到重组细胞
B.过程2受体母牛需注射外源促性腺激素进行同期发情处理
C.过程3将内细胞团均等分割形成双胎或多胎属于无性繁殖
D.过程4是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
13.被称为“沙漠之舟”的骆驼只有单峰骆驼和双峰骆驼两种，其中单峰骆驼已经野外灭绝，在我国干燥、缺水的戈壁无人区发现了小规模野化单峰骆驼群,科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示的研究。下列叙述正确的是( )
A.图中C后代体细胞中，核遗传物质的一半来源于A野化单峰骆驼
B.移植重构胚前，需要给受体雌性骆驼注射免疫抑制剂以避免发生免疫排斥
C.对囊胚进行胚胎分割操作，操作过程中必须将滋养层细胞均等分割
D.图示过程涉及动物体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
14.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）。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
15.单倍体胚胎干细胞是指只含一套染色体，但拥有类似于正常干细胞分裂分化能力的细胞群。利用小鼠建立单倍体胚胎干细胞的操作如图所示。下列叙述正确的是( )
A.体外受精前应将卵母细胞培养至减数分裂Ⅰ中期
B.建立的单倍体胚胎干细胞中只含一条性染色体X或Y
C.上述过程涉及动物细胞培养、体外受精和核移植等操作
D.理论上可用物质激活卵母细胞完成MⅡ实现由①直接转变为④
16.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.将小鼠桑椹胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
17.人体移植器官短缺是一个世界性难题，科学家期望利用“异种嵌合体”解决器官供体问题，即将人的干细胞注射到猪胚胎中，在猪体内培养人的器官，目前正在用猴子或小鼠来检验其可能性。我国科学家将导入了荧光蛋白基因的食蟹猴胚胎干细胞注射到猪胚胎中，成功获得了2只猴—猪嵌合体仔猪。如图为该仔猪的培育过程：
回答下列问题：
（1）培养胚胎干细胞时，通常要在合成培养基中加入_____等天然成分，以保证细胞的营养所需，且需要将培养皿置于含有95%的空气和5%_____的混合气体的培养箱中培养。当细胞出现接触抑制后，可用_____处理后继续传代培养。
（2）该实验利用猴胚胎干细胞比成熟组织细胞更易成功，原因是_____。
（3）未来，若可以应用此技术培育人—猪嵌合体以获得人体器官，获取患者胚胎干细胞是比较困难的，解决方案有两个：①取患者体细胞注入_____中获得重构胚，再通过体外培养获得胚胎干细胞；②向患者的成纤维细胞中导入特定基因或特定蛋白质，获得IPS细胞，用来代替胚胎干细胞。两者比较，方案_____（填序号）前景更好，原因是_____。
（4）从嵌合体获得移植器官既可以解决器官供体问题，还能够避免_____。
答案以及解析
1.答案：A
解析：一般哺乳动物卵子形成的减数分裂Ⅰ过程在卵巢内完成，减数分裂Ⅱ过程在输卵管完成，A正确；卵细胞的形成是从胎儿时期开始的，B错误；不同哺乳动物产生的精子形态相似，大小略有不同，且与动物体型大小无关，C错误；精子产生过程中会发生变形，精细胞变形为精子，而卵细胞产生过程中不会发生变形，D错误。
2.答案：A
解析：A、ART和体内受精过程中，精子获能的场所不相同，前者为体外，后者为雌性个体的输卵管内，A错误；
BC、活性氧产生过多可以发生配子的氧化应激损伤：能引发精子细胞膜功能退化、DNA碎片化等最终使精子活力降低；还能影响卵母细胞的成熟以及后期胚胎的发育等，故活性氧产生过多可能会影响雌原核和雄原核的形成，BC正确；
D、研究发现，褪黑素具有强大的抗氧化性，可显著缓解体外操作对配子造成的氧化应激损伤，故将褪黑素应用于ART的过程中，可提高ART的成功率，D正确。
故选A。
3.答案：C
解析：分析题图，图1表示该异常胚胎的受精过程。有2个精子的头部进入了卵子，此时的卵子为MⅡ期的次级卵母细胞，A错误。该卵子与2个精子受精，是异常受精，但不能说明透明带和卵细胞膜在阻止多精入卵的过程中不起作用，B错误。该受精卵含有3个染色体组，有丝分裂前的间期染色体复制，有丝分裂后期着丝粒分裂形成6个染色体组，通过三极纺锤体将6个染色体组拉开，每一极有2个染色体组，其中有两极的染色体来自双亲，有一极的染色体均来自父亲。细胞分裂后，其中两个细胞发育成姐弟，这对姐弟来源于母亲的染色体一般相同；由于该双胞胎性别不同，所以来源于父亲的染色体不同，C正确。由于细胞A和B发育成姐弟，则参与受精的2个精子一个含有的性染色体是X，另一个含有的性染色体是Y，受精卵有丝分裂后期姐妹染色单体分离后，父亲的1个含X和1个含Y的染色体组分别与母亲的两个染色体组结合，从而形成细胞A、B，剩下的2个染色体组结合形成细胞C，细胞C含有的性染色体为XY，不是YY,D错误。
4.答案：B
解析：A、胚胎发育的过程为受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体，因此桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期，A正确；
B、诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列并未发生改变，B错误；
C、胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化，因此囊胚期细胞重置至桑葚样细胞的过程类似于脱分化，C正确；
D、具体分析通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞，因此推断桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达下降，D正确。
故选B。
5.答案：B
解析：A、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；
B、内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，B错误；
C、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，滋养层的细胞来源也表现出显著不均衡性，C正确；
D、该项研究可以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，可以为辅助生殖技术提供理论基础，D正确。
故选B。
6.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，所以C正确、ABD错误。
故选C。
7.答案：C
解析：A、克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术，该过程实现了濒危动物的保护，A正确；
B、胚胎分割技术属于无性繁殖技术，因而可产生遗传性状相同的后代，B正确；
C、为提高体外受精成功率，新采集的精子应需要经过获能培养才能受精，C错误；
D、伴性遗传往往表现与性别有关，因此可根据患病动物的特征，在动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率，D正确。
故选C。
8.答案：C
解析：分析题图：图示为牛胚胎移植的流程，其中①表示同期发情处理；②表示超数排卵；③表示冲卵；④表示胚胎的收集、检查、培养。图中过程①表示供、受体同期发情处理，该过程需要注射促性腺激素，A正确；
过程②是注射促性腺激素，达到超数排卵，B正确；
过程③主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎，C错误；
过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎，D正确。
9.答案：D
解析：A、无论体内受精还是体外受精，精子均需要获能后才能完成受精，A错误；
B、进行①胚胎分割属于无性生殖，进行①胚胎分割后获得的2个健康胚胎的遗传性状相同，B错误；
C、可从早期囊胚（b）中的内细胞团细胞获得胚胎干细胞，C错误；
D、进行②胚胎移植时能否成功，与供体和受体的生理状态有关，通常需要用激素进行同期发情处理，D正确。
故选D。
10.答案：A
解析：A、卵母细胞培养到MII中期才具有受精能力，因此取出的卵母细胞移入培养液中培养，需检查其是否分裂到MII中期，A正确；B、哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能和受精等几个主要步骤。精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养基中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力，并将其培养至桑椹胚或囊胚进行胚胎移植，所以胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑椹胚或囊胚阶段，B错误；C、在胚胎移植前，若要对胚胎的性别进行鉴定，应取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，C错误；D、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，因此胚胎移植入受体母畜的子宫前，不需对受体母畜进行胚胎免疫检查，D错误。故选A。
11.答案：B
解析：A、若a是体细胞核移植技术，则①反映了动物体细胞的细胞核具有全能性，A错误；
B、若b是体外受精技术，则②为试管动物，这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能，B正确；
C、胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同，但表型不一定完全相同，因为表型还受环境的影响，C错误；
D、超数排卵处理所用激素为促性腺激素，同期发情处理所用激素为孕激素等，D错误。
故选B。
12.答案：B
解析：A、过程1中将细胞A与去核细胞B电融合法融合得到重组细胞，A正确；
B、过程2中受体母牛需注射孕激素进行同期发情处理，B错误；
C、过程3将内细胞团均等分割形成双胎或多胎没有涉及精卵细胞的结合，属于无性繁殖，C正确；
D、过程4是胚胎移植，是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，D正确。
故选B。
13.答案：D
解析：由C后代的形成过程可知,其为克隆动物,细胞核遗传物质来源于A野化单峰骆驼,A错误;大量的研究已经证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,故通常不需要使用免疫抑制剂对受体进行处理,B错误;囊胚内的内细胞团将来会发育为机体的组织和器官,因此进行胚胎分割应对囊胚的内细胞团进行均等分割,C错误图示过程涉及动物体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术,D正确。
14.答案：C
解析：A、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)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；
B、实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；
C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；
D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。
故选C。
15.答案：C
解析：A、外受精前应将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期，A错误；B、精子中含有的性染色体为X染色体或Y染色体，卵细胞中含有的性染色体为X染色体，由图可知，在建立单倍体胚胎干细胞过程中，是去除雄原核，所以获得的单倍体干细胞中含有的性染色体是X染色体，而不含Y染色体，B错误；C、由图可知，在培养单倍体胚胎干细胞的过程中，首先发生体外受精，然后通过核移植去除雄原核，再对去除雄原核的细胞进行培养，C正确；D、激活卵母细胞完成MⅡ得到的是卵细胞和极体，二者都不具备分裂能力，所以不能得到单倍体胚胎干细胞，D错误。故选C。
16.答案：C
解析：
A 精子获能是获得受精的能力，不是获得能量 A错误
B 在培养哺乳动物体外受精后的早期胚胎时，培养基中应含有其所需的各种营养物质，通常还需加入血清等一些天然成分 B错误
C 应用体细胞核移植技术可以获得体细胞克隆牛，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
D 胚胎分割可以看作是动物无性繁殖的方法 D错误
17.答案：（1）血清；CO2；胰蛋白酶
（2）胚胎干细胞为全能干细胞，容易分化为各种组织细胞，进而获得嵌合体
（3）去核的卵母细胞；②；无需破坏胚胎，不涉及伦理问题
（4）免疫排斥反应
解析：（1）进行动物细胞培养，需要在合成培养基中加入血清等天然成分；将培养皿或松盖培养瓶置于含95%的空气和5%CO2的混合气体的培养箱中培养；当细胞出现接触抑制后，需要用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，再用离心法收集并重新制成细胞悬液，进行传代培养。
（2）与体细胞相比，胚胎干细胞为全能干细胞，具有分化为成年动物体内任何一种类型细胞的潜能，因此胚胎干细胞用于该项技术成功率更高。
（3）方案①获得胚胎干细胞的方法利用了动物体细胞核移植技术，需要将患者体细胞注入去核的卵母细胞中，并通过电融合法促进两细胞融合，形成重构胚，再通过体外培养获得胚胎干细胞；方案②通过特定方法获得诱导性多能干细胞（IPS）。与方案①相比，方案②无需破坏胚胎，不涉及伦理问题，因此方案②的应用前景更好。
（4）从嵌合体获得的移植器官，是由患者自身的干细胞分化发育而来，能够避免免疫排斥反应。

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