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2.4胚胎工程及其应用-第2课时——高二生物学苏教版（2019）选择性必修三同步课时作业
一、单项选择题
1.目前研究人员可通过体外受精和胚胎分割移植技术培育优质奶牛，下列有关叙述错误的是( )
A.在进行体外受精前要对精子进行获能处理
B.进行胚胎分割时,应该选择发育到原肠胚期的胚胎进行分割
C.受精后，体外培养受精卵时提供CO2的目的主要是维持培养液的pH
D.胚胎移植后，要对受体母牛进行是否妊娠检查，以确保移植成功
2.下列关于动物细胞工程和胚胎工程的说法正确的是( )
A.传代培养时，贴壁细胞会因接触抑制而停止分裂，需用胰蛋白酶处理，再经离心收集
B.动物细胞培养所需气体中的CO2的作用和医用氧气中添加的CO2的作用一致
C.体外受精时，采集的卵母细胞能与采集后获能的精子结合形成受精卵
D.胚胎移植的实质是早期胚胎在不同生理环境下空间位置的转移
3.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，获得的胚胎进行冷冻，通过胚胎分割技术可用于大型农场动物进行良种繁殖。下列叙述错误的是( )
A.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
B.选取的小鼠成纤维组织需经胰蛋白酶处理成单个细胞后制成细胞悬液
C.取滋养层细胞进行性别鉴定可避免对胚胎的影响
D.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
4.下列关于胚胎工程的相关叙述，正确的是( )
A.体外受精前一定要对精子进行获能处理
B.使用肝素溶液促进优良供体母牛超数排卵
C.胚胎移植前需检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚时期进行移植
D.胚胎移植前可取少量内细胞团细胞进行性别鉴定和遗传病筛选
5.为了降低对国外奶牛种质的过度依赖，提高优良母牛的扩繁速度成为关键，而试管牛技术产业化则可以有效解决这一难题。如图是试管奶牛的生产流程示意图，下列有关叙述正确的是( )
A.可将新鲜或解冻的精液离心后对精子进行获能处理
B.对受体母牛进行同期发情处理以防发生免疫排斥
C.对受体母牛注射促性腺激素促进其超数排卵
D.进行②前，可对早期胚胎进行胚胎分割，此技术属于有性生殖
6.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，下列说法错误的是( )
A.应选择具有健康的体质和正常的繁殖能力良种母牛作供体
B.进行①胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
C.可从早期囊胚（b）中的内细胞团细胞获得胚胎干细胞（e）
D.进行②的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
7.下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是( )
A.该过程用到动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
B.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
C.形成重组细胞时已经完成了细胞分裂进程
D.激活并培养重组胚胎时可以用物理法或化学法，如用Ca2+、聚乙二醇等
8.卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”两个方面。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Btg4基因，发现Btg4敲除的卵母细胞虽能正常成熟和受精，但形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段，造成雌性不育。胚胎停止发育原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法错误的是( )
A.卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的，MⅡ期卵母细胞具备受精能力
B.该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用
C.卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件
D.Btg4基因与卵母细胞中mRNA降解有关，可促使卵母细胞的细胞核成熟
9.如图表示利用黑、白小鼠培养合体幼鼠的流程，下列相关说法错误的是( )
A.所获得的嵌合体幼鼠仍是二倍体 B.可以用荧光标记技术追踪细胞的分化去向
C.孵化是指胚胎从滋养层细胞中伸展出来 D.胚胎细胞的分化方向受到整个个体的调控
10.Leigh氏综合症是一种攻击神经系统的严重神经障碍，其致病基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有的线粒体携带有这种致病基因，她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合症而夭亡，她的第三个孩子因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个父母”的男婴。该“三亲婴儿”的孕育过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能遗传给“三亲婴儿”
B.Leigh氏综合症的遗传不遵循孟德尔的遗传规律
C.该男婴孕育的过程中使用了核移植、体外受精、动物细胞培养和胚胎移植等技术
D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
二、多选选择题
11.胚胎移植、胚胎分割过程中很多操作环节都需进行检查，下列叙述正确的是( )
A.体外受精后需检查受精状况和受精卵的发育能力
B.胚胎移入受体母畜后需对其进行是否妊娠的检查
C.进行胚胎移植前需要对供体和受体进行免疫检查
D.胚胎移植时滋养层细胞将来会发育成胎膜胎盘
12.关于胚胎工程及其应用，下列叙述错误的是( )
A.胚胎移植中，受体对移入的外来胚胎会发生免疫排斥，需要进行免疫学检测，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
B.胚胎分割技术可以增加胚胎的数量，属于无性繁殖，但是胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
C.卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以看到两个第二极体
D.原肠胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化
13.原产于南非的杜泊羊具有生长快、瘦肉率高、肉质细嫩等优点。我国生物育种专家通过胚胎工程技术成功繁殖了杜泊羊，又进一步探究了使用超排药物FSH重复超排处理对杜泊羊超数排卵效果的影响，结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
重复次数(次) 供体数(只) 回收胚胎数(枚) 平均回收胚胎数(枚/只) 可用胚胎数(枚) 平均可用胚胎数(枚/只) 可用胚胎所占比例(%)
首次超排 17 148 8.71±6.66 127 7.47±5.61 85.76±37.64
第2次超排 10 81 8.10±5.13 59 5.90±3.35 72.84±31.07
第3次超排 5 33 6.60±5.81 25 5.00±6.00 75.76±46.82
A.超数排卵一次性获得的多个卵母细胞能直接与精子完成体外受精
B.为保证胚胎移植的成功,需要对受体母羊进行免疫排斥反应的检测
C.为充分利用早期胚胎，可采用胚胎分割技术对囊胚进行均等分割
D.由表可知，杜泊羊对FSH的反应能力随重复超排次数的增加而下降
三、非选择题
14.我国科学家利用体细胞诱导产生诱导多能干细胞（iPS细胞），并将其注入无法发育到成体阶段的四倍体囊胚中，最终获得克隆鼠X。经鉴定证实克隆鼠X确实从iPS细胞发育而来，并可繁殖后代。实验流程见下图，回答下列问题：
（1）若需对移植前的胚胎进行性别鉴定，最好取囊胚中的____________细胞进行染色体分析。为了提高成功率，代孕母鼠需进行激素处理，使其____________。
（2）若要利用图中的三只鼠（黑鼠作为体细胞核供体，灰鼠作为卵母细胞供体）通过核移植技术得到克隆鼠Y。不考虑环境因素的影响，克隆鼠X和克隆鼠Y的性状____________（填“完全相同”或“不完全相同”），理由是____________。
（3）与植物体细胞杂交相比，诱导二倍体囊胚融合形成四倍体囊胚的特有方法是____________，推测四倍体囊胚在iPS细胞发育过程中所起的作用是____________。
15.和牛是世界公认的高档肉牛品种，其体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术，按如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：
（1）用____________激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行____________处理后才具有与卵细胞受精的能力。
（2）上述批量培育和牛的过程中用到的工程技术有____________、____________和胚胎移植等。
（3）移植的胚胎处于____________期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是____________；为培育子代雌性小牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取图中[____________]____________细胞进行DNA分析。
（4）胚胎移植的实质是____________。
（5）为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为____________，最终目的是____________；这一过程中，要特别注意将内细胞团____________分割，其原因是____________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：进行体外受精前，需要对精子进行获能处理，从而保证能与培养成熟的卵子受精，A正确;进行胚胎分割时，应该选择发育到囊胚期或桑葚胚期的胚胎进行分割，而非原肠胚期，B错误;体外培养受精卵时，通入一定浓度CO2的目的主要是维持培养液的pH,C正确；胚胎移植后，需要对受体母牛进行妊娠检查，确保移植的胚胎能够在受体子宫中正常发育，D正确。
2.答案：A
解析：A、贴壁生长的细胞进行传代培养时，需要用胰蛋白酶将其分离成若干游离的细胞再离心收集，A正确； B、动物细胞培养所需气体中CO2的作用是维持pH，医用氧气中添加CO2的作用是刺激呼吸中枢，以增加呼吸频率，B错误； C、体外受精时，采集的卵母细胞要培养到MⅡ期才能与获能的精子结合形成受精卵，C错误； D、胚胎移植将供体胚胎移植到受体内，实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移，D错误。
3.答案：A
解析：A、胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活率越小，A错误；B、培养动物细胞需将动物组织块用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理为单个细胞后制成细胞悬液，B正确；C、滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜，取滋养层细胞进行性别鉴定可避免对胚胎的影响，C正确；D、胚胎分割技术属于无性繁殖技术，因而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，D正确。故选A。
4.答案：A
解析：A、精子需进行获能处理后才具有受精能力，A正确；B、肝素是促进精子获能的有效成分，不能促进优良供体母牛超数排卵，超数排卵应使用促性腺激素，B错误；C、胚胎移植前需检查胚胎质量并在囊胚或桑葚胚时期进行移植，C错误；D、进行性别鉴定和遗传病筛选等应选取胚胎的滋养层细胞，不能取内细胞团，以免影响胚胎的正常发育，D错误。故选A。
5.答案：A
解析：A、体外受精前，要对精子进行获能处理，体外获能的方法有培养法和化学诱导法，A正确；B、受体母牛进行同期发情处理，使供、受体生殖器官的生理变化是相同的，B错误；C、对供体母牛注射促性腺激素促进其超数排卵，C错误；D、胚胎分割，此技术属于无性生殖，D错误。故选A。
6.答案：A
解析：A、选择遗传特性和生产性能优秀的母牛作供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，A错误；B、进行①胚胎分割属于无性生殖，胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，对囊胚期的胚胎进行分割时，要特别注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物无性繁殖（或克隆）的方法之一，B正确；C、胚胎干细胞主要来源于早期受精卵发育过程中的内细胞团细胞，故可从早期囊胚（b）中的内细胞团细胞获得胚胎干细胞，C正确；D、②表示为胚胎移植，胚胎移植能够充分发挥雌性优良个体的繁殖能力，大大缩短供体本身的繁殖周期，增加供体后代繁殖的数量，D正确。故选A。
7.答案：A
解析：A、该过程用到动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，A正确；B、过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，B错误；C、形成重组细胞时还未完成细胞分裂进程，需进一步分裂分化成重组胚胎，C错误；D、激活并培养重组胚胎时可以用物理法或化学法，如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等，聚乙二醇是用于细胞融合，D错误。故选A。
8.答案：D
解析：A、卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的，MⅡ期卵母细胞具备受精能力，通常将次级卵母细胞培养到MⅡ中期，A正确；B、题意显示，本实验利用基因敲除技术敲除小鼠的Btg4基因后观察其早期胚胎发育情况和育性，故该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用，B正确；C、题意显示“胚胎停止发育原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解，显然，卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件，C正确；D、Btg4基因敲除后卵母细胞能正常成熟和受精，说明该基因与细胞核成熟无关，而形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段，推测可能是Btg4基因能促使细胞质成熟，D错误。故选D。
9.答案：C
解析：A、8细胞胚合并为16细胞胚，并没有进行细胞融合，故所获得的嵌合体幼鼠仍是二倍体，A正确；B、可以用荧光标记技术追踪细胞的分化去向，B正确；C、孵化是指囊胚从滋养层细胞中伸展出来，C错误；D、胚胎细胞的分化方向受到整个个体基因的调控，D正确。故选C。
10.答案：A
解析：A、红绿色盲基因位于细胞核内X染色体上，卵母细胞捐献者不提供染色体基因，A错误；B、Leigh氏综合症的致病基因位于细胞质内，不遵循孟德尔的遗传规律，B正确；C、由题干可知，该男婴的形成过程中，经过了核移植，体外受精、动物细胞培养、胚胎移植等过程，其遗传物质来自三个个体，C正确；D、该婴儿的细胞核基因一半来自母亲，一半来自父亲，线粒体基因来自卵母细胞捐献者，所以该婴儿同时拥有自己父母及捐赠者的部分基因，D正确。故选A。
11.答案：ABD
解析：A、正常受精是在母体的输卵管内完成受精的过程，体外受精后需检查受精状况和受精卵的发育能力，A正确；B、胚胎移入受体母畜后需对其进行是否妊娠的检查，以防移入失败，B正确；C、受体母畜不需要进行免疫检查，因为一般不会产生免疫排斥反应，C错误；D、滋养层细胞是囊胚外层的细胞，胚胎移植时滋养层细胞将来会发育成胎膜胎盘，D正确。故选ABD。
12.答案：ACD
解析：A、胚胎移植中，受体对移入的外来胚胎基本上不会发生免疫排拆，所以不需要进行免疫学检测，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，A错误； B、胚胎分割技术可以增加胚胎的数量，属于无性繁殖，但是胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的，分割次数越多，胚胎越小，成活率低；B正确；C、卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以看到两个极体，一个第一极体，一个第二极体；C错误； D、囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做孵化，D错误。
故选择ACD。
13.答案：AB
解析：超数排卵获得的卵母细胞需在体外培养至MⅡ期，才能与获能的精子完成体外受精，A错误；受体母羊不会对外来植入胚胎发生免疫排斥反应，故不需要对受体母羊进行免疫排斥反应的检测，B错误；为一次性获得多个早期胚胎，可采用胚胎分割技术对处于桑葚胚或囊胚期的胚胎进行均等分割，C正确;由题表可知，重复超排处理后平均回收胚胎数和可用胚胎所占比例均低于首次超排，说明杜泊羊对FSH的反应能力随重复超排次数的增加而下降D正确。
14.答案：（1）滋养层；同期发情
（2）不完全相同；克隆鼠X的基因全部来源于黑鼠，克隆鼠Y的细胞核基因来源于黑鼠，细胞质基因来源于灰鼠
（3）灭活的病毒诱导；为iPS细胞发育提供营养物质
解析：（1）若需对移植前的胚胎进行性别鉴定，最好取囊胚中的滋养层细胞进行性别鉴定，一方面是因为滋养层细胞与内细胞团细胞含有的遗传信息相同，另一方面是因为对滋养层细胞进行操作，避免了对内细胞团的影响，进而减小对胚胎发育的影响。为了提高成功率，代孕母鼠需进行激素处理，使其与供体同期发情，这样可以提高移入胚胎的存活率。
（2）克隆鼠X和克隆鼠Y的性状不完全相同，因为克隆鼠X和克隆鼠Y的细胞核都来源于黑鼠，但克隆鼠X的细胞质基因来源于黑鼠，克隆鼠Y的细胞质基因来源于灰鼠，因此克隆鼠X和克隆鼠Y的性状表现为不完全相同。
（3）与植物体细胞杂交相比，诱导二倍体囊胚融合形成四倍体囊胚的特有方法是灭活病毒诱导法，四倍体囊胚在iPS细胞发育过程中所起的作用是为iPS细胞发育提供营养物质。
15.答案：（1）促性腺；获能
（2）体外受精；早期胚胎培养
（3）囊胚；受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应；乙滋养层
（4）早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
（5）胚胎分割；产生多个基因型相同的后代；均等；若分割不均匀，将影响分割后的胚胎恢复和发育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育
解析：（1）用促性腺激素处理雌牛后，可使供体母牛一次性排出多个卵细胞，图中①表示精子的采集，采集的精子往往需要经过获能处理后才具有与卵细胞受精的能力。
（2）上述批量培育和牛的过程中用到的工程技术有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
（3）题图中移植的胚胎处于囊胚期；移入的胚胎能在受体雌牛子宫中存活，其生理基础是代孕雌牛子宫对外来胚胎基本不会发生免疫排斥反应；另外，为培育雌性奶牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，应取早期胚胎的乙滋养层细胞进行DNA分析。
（4）胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
（5）为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，应对胚胎进行胚胎分割处理，此操作的最终目的是获得多个基因型相同的后代。该处理过程需特别注意的是要将内细胞团均等分割，否则将影响分割后胚胎的恢复和发育，比如含内细胞团少的部分发育不良或不发育。

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