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2.4胚胎工程及其应用——2024—2025学年高二生物学苏教版（2019）选择性必修三随堂练习
一、单选题
1．萨福克羊生长发育快、产肉性能好。某农牧科技公司将萨福克羊的胚胎移植到产奶能力强的东弗里生母羊的子宫中，达到快速生产优良种羊的目的。需对东弗里生母羊进行的操作是( )
A.超数排卵 B.细胞核移植
C.人工授精 D.同期发情
2．研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究，结果如下表。相关叙述错误的是( )
分割 胚胎 培养液 桑葚胚 囊胚
分割胚胎数 分割成功率（%） 分割胚胎数 分割成功率（%）
PBS 20 75.0 26 80.8
TCM-199 38 80.3 33 84.8
DMEM 44 80.7 42 81.0
合计 102 78.9 101 82.2
A.应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割
B.结果显示在DMEM培养液中分割效果优于其他两种培养液
C.分割的两种胚胎数量足够多以减少实验误差
D.胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖
3．正常情况下，人体胚胎发育的主要场所是( )
A.胎盘 B.子宫 C.输卵管 D.卵巢
4．分离精子技术是有效的性别控制方法，例如：牛（2n=30）含X染色体精子的DNA含量比含Y染色体精子的DNA含量高4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛（如图所示）。下列叙述正确的是( )
A.过程①中获取的精子需获能处理才能参与受精，而卵细胞可直接参与受精
B.过程①中卵细胞膜先发生反应，然后透明带再发生反应，以阻止多精子入卵受精
C.图中“受精卵→公牛（母牛）”完全在受体子宫中完成，该过程要发生细胞增殖和分化
D.若想得到2个完全相同的母牛仔，可在过程②的囊胚期进行胚胎分割
5．羊奶营养丰富，易于吸收，被称为“奶中之王”。如图表示研究人员利用胚胎工程繁育优质高产奶羊的过程，下列说法错误的是( )
A.上图繁育高产奶羊的原理与克隆羊的原理不同
B.进行③过程应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚
C.进行胚胎性别鉴定时，要选择囊胚的内细胞团细胞进行DNA分析
D.通过③过程获得两个遗传物质相同的后代，属于无性繁殖
6．图甲为受精作用的过程以及早期胚胎发育示意图，图乙表示早期胚胎发育的某个时期。下列叙述正确的是( )
A.图甲中过程②细胞数量增加，胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变
B.自然条件下，过程①在哺乳动物的子宫内进行且每次只形成一个受精卵
C.随着胚胎逐步扩大，结构⑥破裂，胚胎从其中伸展出来，该过程叫作孵化
D.图乙处于图甲中的a时期，细胞⑦将来发育成胎儿的胎膜和胎盘
7．下列关于哺乳动物精子和卵细胞形成过程的说法，错误的是( )
A.卵原细胞形成卵细胞和极体的过程中细胞质都是不均分的
B.一个卵原细胞经过减数分裂后形成1个卵细胞
C.精子的形成要经历变形过程；卵细胞的形成不需要变形
D.精子和卵细胞形成过程中染色体的行为变化相同
8．下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是( )
A.动物排出的卵子成熟程度都一样，都需要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力
B.受精卵在输卵管内进行卵裂时，细胞数量增加，但胚胎总体积并不增加
C.受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的，孵化后进入囊胚期
D.胚胎发育至原肠胚时期即开始了细胞分化，随后发育形成三个胚层
9．采用机械方法将早期胚胎切割后移植，可以获得同卵双胎或多胎，下列说法正确的是( )
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.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
C.胚胎分割时，需将囊胚的滋养层进行均等分割
D.胚胎移植充分发挥雌性优良受体的繁殖潜能
10．精子和卵细胞结合及受精卵发育开始的地点分别是( )
A.输卵管和子宫 B.都是在子宫
C.生殖道和输卵管 D.都是在输卵管
11．单峰骆驼在野外几乎灭绝，科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示研究。请据图分析，下列说法正确的是( )
A.为使A野化单峰骆驼超数排卵，可注射适量的促性腺激素
B.为提高胚胎利用率，可采用胚胎移植等无性繁殖技术
C.若①表示体外受精，将精子培养在获能液中使其获得能量
D.若①表示体内受精，精子的获能、受精均在输卵管内完成
12．受精过程的顺序为( )
①卵细胞膜发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内
②雌、雄原核相向移动，彼此靠近，核膜消失，形成受精卵
③精子释放出多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构
④卵细胞膜外的透明带发生反应，阻止后来的精子进入透明带
⑤雌、雄原核的形成
A.③④⑤②① B.④③①⑤② C.③①④⑤② D.③④①⑤②
13．随着生物科学技术的发展，生产动物新个体的方式变得越来越多样化。下图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，下列相关叙述正确的是( )
A.应用1、2中获得的良种小牛均为雌性，是有性生殖的产物
B.应用2中需要对供体1和受体母牛同时进行超数排卵处理
C.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
D.胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，受体的主要职能是生产具有优良遗传特性的胚胎
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.类囊胚形成过程中细胞主要进行有丝分裂，部分细胞进行减数分裂
B.在培养过程中可能需要向培养基中加入一定量的血浆
C.后续培养可能需要用到胚胎分割、胚胎移植等技术
D.这种繁殖方式与猴子正常情况下的繁殖方式不同
15．2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请，其培育过程如图7所示。据图分析，下列叙述不正确的是( )
A.“三亲婴儿”的出生属于有性生殖
B.“三亲婴儿”同时拥有父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
C.该技术可避免母亲细胞质中的致病基因传递给后代
D.该技术可避免母亲的色盲基因传递给后代
二、多选题
16．软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者（Hh），希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法正确的是( )
A.注射性激素促进超数排卵处理后进行体外受精
B.从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型
C.根据检测结果筛选到基因型为hh的胚胎的概率为1/4
D.将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
17．嵌合体是指同一个生物体中同时存在两种或两种以上染色体组成不同的细胞，且这些细胞相互间处于嵌合状态，过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.由受精卵发育为8细胞胚的过程中，胚胎总体积基本不会增加
B.两个8细胞胚合并为16细胞胚的形成过程存在细胞的融合
C.囊胚期细胞逐渐分化，出现内细胞团、囊胚腔和滋养层等结构
D.由该嵌合体发育而来的小鼠可能表现为黑白相间
三、读图填空题
18．幼畜体外胚胎生产技术是提高良种家畜繁殖效率的核心技术。科学家经过多年对辽宁绒山羊体外胚胎生产技术的研究总结，形成了如下操作流程，回答下列问题：
（1）A是指______，经过程A处理后的精子才能与发育至______期的卵母细胞完成受精。
（2）在卵母细胞活体采集前，需对供体雌性动物注射______使其能提供更多的卵母细胞。
（3）B过程为______，移植前需对受体母羊进行______处理。
（4）为了提高已有胚胎的利用率，可采用______技术由一个受精卵发育获得多只羊羔。该技术处理的对象一般是______时期的胚胎。
19．胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛。请据图回答下列问题：
（1）应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于______、______，细胞B的名称是______。
（2）应用2中牛完成体内受精的场所是______，胚胎移植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质。这种产生试管牛的方法中，采用的胚胎工程技术有______、______（至少答出2种）等。
（3）应用3中获取的胚胎干细胞简称______细胞。还可以在骨髓、外周血、脐带血中获取______干细胞。通过科学家的体外诱导成纤维细胞，还可以获取______细胞（简称iPS细胞）。
（4）应用4中通过______技术获得二分胚①和②，同时，可以通过取样______细胞进行分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对______的分析进行性别鉴定。
20．下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答。
(1)上图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从__________和__________中分离获取。
(2)过程I将胚胎干细胞置于y射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物 血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的__________，加入抗生素是为了__________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(3)过程II将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用 于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有__________ 的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是____________________。
(4)过程III是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达 载体，目的是__________。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是__________。
(5) 过程IV得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是__________，该过 程 研 究 的 意义在于解决____________________问题。
(6)该研究中，包含的生物技术有__________(至少写出两种）。
参考答案
1．答案：D
解析：A、超数排卵是指用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，A错误；
B、细胞核移植是将供体细胞核移植到去核的卵母细胞中，B错误；
C、人工授精是指通过非性交方式将取出的精液进行实验室处理后，放入雌性生殖道内，以达到受孕目的一种技术，C错误；
D、胚胎移植时，需要对供体和受体进行同期发情处理，D正确。
故选D。
2．答案：B
解析：A、据表分析可知，选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割，分割成功率均较高，A正确；B、结果显示分割囊胚时，在TCM-199培养液中分割效果优于其他两种培养液，B错误；C、分割的两种胚胎数量足够多以减少实验误差，避免偶然因素的发生，C正确；D、胚胎分割技术是通过对胚胎的显微外科操作，把一个胚胎分割成两个或多个，由于牛胚胎发育早期，每个卵裂球都具有发育成一个完整个体的潜在可能性，因此通过胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖，D正确。故选B。
3．答案：B
解析：结合分析可知,人体胚胎发育大约需要38周,而在子宫内发育的时间是36周,因此人体胚胎发育的主要场所是子宫。故选B。
4．答案：D
解析：体外受精过程中卵细胞需要进行成熟培养，A错误；受精过程透明带先发生反应，卵细胞膜再发生反应，B错误；体外受精的早期胚胎发育在体外进行，C错误；对桑葚胚或囊胚期的胚胎进行胚胎分割可得到2个完全相同的子代，D正确。故选D。
5．答案：C
解析：图示高产奶羊是经体外受精、胚胎分割和胚胎移植而来的，而克隆羊是由体细胞核移植技术培育而来的，两者原理不同，A正确；胚胎分割应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，B正确；进行胚胎性别鉴定时，要选择囊胚的滋养层细胞进行DNA分析，C错误；来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割属于无性繁殖，D正确。
6．答案：A
解析：A、图甲中过程②为卵裂过程，通过有丝分裂使细胞数量增加，胚胎的总体积和细胞内遗传物质几乎不变，A正确；B、过程①受精作用在哺乳动物的输卵管中进行，B错误；C、随着胚胎逐步扩大，结构⑤透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，该过程叫作孵化，C错误；D、细胞⑥滋养层将来发育成胎儿的胎膜和胎盘，D错误。故选A。
7．答案：A
解析：A、精子形成过程中细胞质均分，卵细胞形成过程中有细胞质的均分，如第一极体形成第二极体时细胞质均等分裂，A错误；B、一个卵原细胞经过减数分裂后形成1个卵细胞，三个极体，B正确；C、精细胞变形成精子，而卵细胞无变形过程，这是精子和卵细胞形成过程的不同之处，C正确；D、精子和卵细胞形成过程中染色体的行为变化相同，D正确。故选A。
8．答案：B
解析：A、动物排出的卵子成熟程度不同，有的排出的是初级卵母细胞，有的排出是次级卵母细胞，A错误；
B、形成的受精卵在输卵管内开始进行卵裂，卵裂过程中，每个细胞的体积不断缩小，细胞的总体积基本不变或略有缩小，故卵裂过程中细胞数量增加但胚胎总体积基本不增加，B正确；
C、孵化是指囊胚从透明带出来，孵化后进入原肠胚阶段，C错误；
D、细胞分化开始于囊胚时期，D错误。
故选B。
9．答案：B
解析：A、胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，A错误；B、来自同一个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两个基因型完全相同的胚胎，B正确；C、胚胎分割时需将囊胚阶段的内细胞团进行均等分割，C错误；D、胚胎移植充分发挥雌性优良供体的繁殖潜能，产生更多的优良后代，D错误。故选B。
10．答案：D
解析：精卵结合的场所是输卵管;受精形成受精卵后就开始胚胎发育,因此受精卵发育开始的地点也是输卵管.故选:D.
11．答案：A
解析：A、促性腺激素是作用于性腺细胞的激素，属于促进性激素生成，为使A野化单峰骆驼超数排卵，可注射促性腺激素，A正确；B、为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割、移植等无性繁殖技术实现，通过胚胎分割获得的胚胎遗传特性相同，B错误；C、若①表示体外受精，将精子培养在获能液中使其获得受精的能力而非能量，C错误；D、若①表示体内受精，精子的获能在雌性生殖道内完成，受精在输卵管内完成，D错误。故选A。
12．答案：D
解析：受精过程的顺序为：精子释放出多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构→卵细胞膜外的透明带发生反应，阻止后来的精子进入透明带→卵细胞膜反应→雌、雄原核的形成→雌、雄原核相向移动，彼此靠近，核膜消失，形成受精卵。故过程为③④①⑤②。ABC错误，D正确。故选D。
13．答案：C
解析：应用1获得的小牛为雌性，是无性生殖的产物，应用2获得的小牛由受精卵发育而来，性别未知，是有性生殖的产物。A错误；应用2需要对供体和受体母牛进行同期发情处理，只需要对供体进行超数排卵处理，B错误；供体的主要职能才是生产具有优良遗传特性的胚胎，D错误。
14．答案：A
解析：A、类囊胚形成过程中细胞主要进行有丝分裂，没有进行减数分裂，A错误；B、实验过程中使用的培养基需含有糖类等物质，糖类可为细胞培养提供能源物质，还需要向培养基中加入一定量的血浆，满足胚胎形成过程中对营养的需求，B正确；C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，后续培养还可能需要用到胚胎分制、胚胎移植等技术，C正确；D、这种繁殖方式与猴子正常情况下的繁殖方式不同，属于无性繁殖，猴子正常的繁殖方式为有性生殖，D正确。故选A。
15．答案：D
解析：由图可知，“三亲婴儿”的培育需要采用体外受精技术，属于有性生殖，故A正确；图中“三亲婴儿”是经过核移植和体外受精产生的，其细胞核基因一半来自父亲，一半来自母亲，细胞质基因来自卵母细胞捐献者，因此“三亲婴儿”同时拥有父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因，故B正确；母亲卵母细胞取核去质，因此该技术可避免母亲细胞质中的致病基因传递给后代，故C正确；色盲基因位于X染色体上，属于核基因，因此该技术无法避免母亲的色盲基因传递给后代，故D错误。
16．答案：BC
解析：A、注射促性腺激素促进超数排卵处理后进行体外受精，A错误；B、胚胎移植前，需要从囊胚中分离少量滋养层细胞，培养后检测基因型，B正确；C、基因型为HH的个体在早期会死亡，所以一对为Hh的夫妻产生的后代中，根据检测结果筛选到基因型为hh的胚胎的概率为1/4，C正确；D、人类进行胚胎移植的时间一般8~16个细胞时期，原肠胚期后不能移植，D错误。
17．答案：ACD
解析：A、由受精卵发育为8细胞胚的过程中，细胞数量不断增加，但胚胎总体积基本不会增加，A正确；B、两个8细胞胚合并为16细胞胚的过程中细胞相互间处于嵌合状态，不存在细胞的融合，B错误；C、囊胚期细胞逐渐分化，出现内细胞团、囊胚腔和滋养层等结构，C正确；D、该嵌合体含有白鼠和黑鼠的全部基因，肤色可能表现为黑白相间，D正确。故选ACD。
18．答案：（1）精子获能；减数第二次分裂中
（2）促性腺激素
（3）胚胎移植；同期发情
（4）胚胎分割；桑葚胚或囊胚
解析：（1）采集的精子需要进行获能培养才能与发育到减数第二次分裂中期的卵母细胞结合，故A是指精子获能。
（2）在卵母细胞活体采集前，需对供体雌性动物注射促性腺激素使其能提供更多的卵母细胞。
（3）体外培养的早期胚胎还需要进行胚胎移植，使受体孕育形成个体，因此B过程为胚胎移植，移植前需对受体母羊进行同期发情处理，使受体的生理状态适合孕育胚胎。
（4）经胚胎分割技术可由一个受精卵发育获得多只羊羔，胚胎分割的对象是发育良好的桑葚胚或囊胚。
19．答案：（1）供体1；供体2；MⅡ期的卵母细胞
（2）输卵管；体外受精；早期胚胎培养
（3）ES；成体；诱导多能干
（4）胚胎分割；滋养层；染色体（或性染色体）
解析：（1）由图示可看出应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于供体1和供体2，细胞B为处于MⅡ中期卵母细胞。
（2）体内受精的场所为输卵管，精子与卵细胞结合，胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质，试管牛应用了体外受精（精子与卵细胞在体外结合）、早期胚胎培养（通常培养至桑葚胚或囊胚阶段）、胚胎移植等技术手段。
（3）应用3中获取的胚胎干细胞简称ES细胞，此外也可通过成体干细胞在骨髓、外周血、脐带血中获取，iPS细胞（诱导多能干细胞）是科学家的体外诱导成纤维细胞获得的。
（4）获得二分胚的技术是胚胎分割技术，滋养层细胞将来发育为胎儿的胎膜和胎盘，可以通过取样滋养层细胞进行分子水平的早期胚胎性别鉴定，由于雌雄个体的性染色体组成不同，故也可在细胞水平上通过对染色体（或性染色体）的分析进行性别鉴定。
20．答案：（1）早期胚胎；原始性腺
（2）营养物质；防止杂菌污染
（3）全能性；原肠胚
（4）使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用；显微注射法
（5）去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥；临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等
（6）动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植
解析：（1）图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取.。
（2）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态，在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。
（3）ES细胞能培养成小鼠个体，说明胚胎干细胞具有发育的全能性.在哺乳动物胚胎发育过程为：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原肠胚→个体，可见，囊胚将进一步发育成原肠胚。
（4）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法.构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用。
（5）在器官移植时，发生的免疫反应属于细胞免疫，细胞免疫主要是T细胞起作用.因此去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥，从而获得免疫缺陷小鼠.该过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题。
（6）该研究中，包含的生物技术有动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植。

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