资源简介

第53讲　胚胎工程
(时间:15分钟)
1.(2025·吉林三模)下列有关动物细胞培养和胚胎发育的叙述,正确的是(　　)
A.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.体外培养的大多数细胞能够悬浮在培养液中生长
C.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
D.桑葚胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化
2.(2025·内蒙古高考适应性考试)下列有关牛体外受精的叙述错误的是(　　)
A.精子需经过获能步骤,才可用于体外受精
B.卵母细胞需培养至MⅡ期,与精子结合完成受精
C.体外受精需加入聚乙二醇等诱导精卵结合
D.精子入卵后卵细胞膜发生生理反应,阻止其他精子进入
3.(2025·江苏徐州一模)黑裘皮羊被列为国家级畜禽遗传资源保护品种,对其保种扩繁工作采用了多种现代生物技术。下列做法不合理的是(　　)
A.采用同期发情处理,使母羊集中发情,便于统一配种和管理
B.长期使用同一批优秀种公羊进行人工授精能最大限度保留优良性状
C.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进行分割
D.为了控制黑裘皮羊的性别,在胚胎移植前一般选取滋养层细胞进行性别鉴定
4.(2025·福建宁德模拟)某实验室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均具有自然胚胎桑葚期细胞特性,并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究,下列叙述错误的是(　　)
注:pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因。
A.桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期
B.诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列和表达的情况都发生改变
C.囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化
D.据图推测,桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达下降
5.(2025·吉林长春模拟)雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体(如图),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。下列叙述错误的是(　　)
A.极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B.减数分裂Ⅱ过程中不会发生染色体DNA的复制
C.胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D.第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
6.(2025·广东湛江三模)Rag2基因缺陷导致大鼠无法产生B、T淋巴细胞。科研人员将正常大鼠的胚胎干细胞(ES细胞)注射到Rag2基因缺陷大鼠的桑葚胚中,使其产生具有正常ES细胞来源的淋巴细胞群的体细胞嵌合体,从而补充其缺失的淋巴细胞,其过程如图所示。下列分析正确的是(　　)
A.嵌合体大鼠产生的B、T淋巴细胞直接由ES细胞分化而来
B.获得的嵌合体大鼠的大部分细胞的Rag2基因没有缺陷
C.注入桑葚胚的ES细胞在囊胚期主要存在于内细胞团
D.该实验最终获得了嵌合体大鼠证明ES细胞具有全能性
7.(2026·湖南衡阳调研)为了加快优良牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息分析,下列叙述正确的是(　　)
A.试管牛和克隆牛都是有性生殖的产物
B.获得的优秀公牛的新鲜精液,可直接用于受精作用
C.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
D.通过方法Ⅱ产生的F牛的性别与C相同,性状也与C完全一致
8.如图是小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞的获得过程,相关叙述错误的是(　　)
A.卵母细胞通常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
B.过程①中,精子需要在ATP培养液中获能
C.过程②中,经历了有丝分裂和分化,不同阶段表达的基因存在差异
D.“早期胚胎”最可能是囊胚,其中的内细胞团细胞具有发育全能性
9.(2025·山东潍坊三模)对60枚牛冷冻胚胎进行二分切割操作,得到120枚半胚,其中双半胚移植40头(每头受体移植2枚半胚)、单半胚移植40头(每头受体移植1枚半胚),另取同级别整胚移植受体40头,移植结果如下表所示。下列说法错误的是(　　)
组别 受体/头 成活/头
整胚 40 17
双半胚 40 22
单半胚 40 11
A.分割前需观察胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚期
B.胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理
C.根据表中数据,双半胚组成活率高于其他两组
D.双半胚和单半胚移植与整胚移植相比都提高了胚胎利用率第53讲　胚胎工程
(时间:15分钟)
1.(2025·吉林三模)下列有关动物细胞培养和胚胎发育的叙述,正确的是(　　)
A.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.体外培养的大多数细胞能够悬浮在培养液中生长
C.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
D.桑葚胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化
【答案】 A
【解析】 动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,而胚胎细胞分化程度低,全能性容易表达,所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植;体外培养的大多数细胞需要贴附在某些基质表面才能生长增殖,称为贴壁生长,而不是悬浮在培养液中生长;卵裂期胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎总体积并不增加,由于细胞呼吸不断消耗有机物,所以有机物总量在不断减少;囊胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化,而不是桑葚胚。
2.(2025·内蒙古高考适应性考试)下列有关牛体外受精的叙述错误的是(　　)
A.精子需经过获能步骤,才可用于体外受精
B.卵母细胞需培养至MⅡ期,与精子结合完成受精
C.体外受精需加入聚乙二醇等诱导精卵结合
D.精子入卵后卵细胞膜发生生理反应,阻止其他精子进入
【答案】 C
【解析】 聚乙二醇常用于细胞融合,而不是体外受精过程。
3.(2025·江苏徐州一模)黑裘皮羊被列为国家级畜禽遗传资源保护品种,对其保种扩繁工作采用了多种现代生物技术。下列做法不合理的是(　　)
A.采用同期发情处理,使母羊集中发情,便于统一配种和管理
B.长期使用同一批优秀种公羊进行人工授精能最大限度保留优良性状
C.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进行分割
D.为了控制黑裘皮羊的性别,在胚胎移植前一般选取滋养层细胞进行性别鉴定
【答案】 B
【解析】 同期发情处理通过调控母羊的生理周期,使其同步排卵,便于统一配种和管理;长期使用同一批优秀种公羊会导致近亲繁殖,基因多样性降低,隐性有害性状易表现,不利于保留优良性状;胚胎分割需选择发育良好、全能性高的桑葚胚或囊胚,确保分割后胚胎正常发育;胚胎性别鉴定通常取滋养层细胞,因其不参与胎儿组织的发育,避免损伤胚胎。
4.(2025·福建宁德模拟)某实验室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均具有自然胚胎桑葚期细胞特性,并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究,下列叙述错误的是(　　)
注:pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因。
A.桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期
B.诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列和表达的情况都发生改变
C.囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化
D.据图推测,桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达下降
【答案】 B
【解析】 胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体,桑葚胚样细胞是全潜能细胞,可诱导发育至囊胚期;诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列并未发生改变;囊胚期细胞分化程度高于桑葚胚样细胞,因此囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化;提高内细胞团细胞pSTAT3基因的表达水平能制备出桑葚胚样全潜能细胞,由此推测桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达下降。
5.(2025·吉林长春模拟)雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体(如图),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。下列叙述错误的是(　　)
A.极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B.减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制
C.胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D.第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
【答案】 D
【解析】 初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ的后期细胞质不均等分裂导致形成大小不同的两个细胞,大的细胞被称为次级卵母细胞,小的细胞叫第一极体,而次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ的后期发生相似的变化,可见极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关;减数分裂的特点是DNA只复制一次(发生在间期),而细胞分裂两次,所以在减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制;由题意可知,第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触,在甲时期去除第二极体会导致胚胎发育异常,而将第二极体的细胞提取液注入细胞1能改善胚胎发育,说明正常情况下细胞1能获得第二极体中的物质,所以胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流;由于在乙时期后去除第二极体,对胚胎发育几乎无影响,故第二极体在乙时期及之前发挥重要作用,另外胚胎细胞由受精卵发育形成,第二极体不参与胚胎的组成。
6.(2025·广东湛江三模)Rag2基因缺陷导致大鼠无法产生B、T淋巴细胞。科研人员将正常大鼠的胚胎干细胞(ES细胞)注射到Rag2基因缺陷大鼠的桑葚胚中,使其产生具有正常ES细胞来源的淋巴细胞群的体细胞嵌合体,从而补充其缺失的淋巴细胞,其过程如图所示。下列分析正确的是(　　)
A.嵌合体大鼠产生的B、T淋巴细胞直接由ES细胞分化而来
B.获得的嵌合体大鼠的大部分细胞的Rag2基因没有缺陷
C.注入桑葚胚的ES细胞在囊胚期主要存在于内细胞团
D.该实验最终获得了嵌合体大鼠证明ES细胞具有全能性
【答案】 C
【解析】 嵌合体大鼠中供体来源的ES细胞可分化形成造血干细胞,再分化成淋巴细胞;获得的嵌合体大鼠大部分细胞还是有Rag2基因缺陷,只有ES细胞来源的淋巴细胞群没有Rag2基因缺陷;注入桑葚胚的ES细胞在囊胚期主要存在于内细胞团,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;该实验获得的嵌合体大鼠是由大鼠胚胎发育而来,并不是由ES细胞发育而来,不能体现ES细胞具有全能性。
7.(2026·湖南衡阳调研)为了加快优良牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息分析,下列叙述正确的是(　　)
A.试管牛和克隆牛都是有性生殖的产物
B.获得的优秀公牛的新鲜精液,可直接用于受精作用
C.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
D.通过方法Ⅱ产生的F牛的性别与C相同,性状也与C完全一致
【答案】 C
【解析】 克隆牛不经过两性生殖细胞的受精过程,属于无性生殖;获得的优秀公牛的新鲜精液,需获能后才能进行受精作用;胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下(供体和受体之间)空间位置的置换;F牛的性别由其细胞核决定,与良种奶牛C的性别一致,为雌性,但F牛一小部分遗传物质来自无核卵细胞中的细胞质,因此性状与C不完全一致。
8.如图是小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞的获得过程,相关叙述错误的是(　　)
A.卵母细胞通常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
B.过程①中,精子需要在ATP培养液中获能
C.过程②中,经历了有丝分裂和分化,不同阶段表达的基因存在差异
D.“早期胚胎”最可能是囊胚,其中的内细胞团细胞具有发育全能性
【答案】 B
【解析】 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;过程①中,精子需要用获能液(使精子获得受精的能力,而不是获得能量)培养,不是用ATP培养液培养;过程②是早期胚胎发育,此过程经历了有丝分裂和分化,分化的实质是基因的选择性表达,因此不同阶段表达的基因存在差异;据题图可知,“早期胚胎”最可能是囊胚,囊胚的内细胞团细胞将来发育成胎儿的各种组织,具有发育的全能性。
9.(2025·山东潍坊三模)对60枚牛冷冻胚胎进行二分切割操作,得到120枚半胚,其中双半胚移植40头(每头受体移植2枚半胚)、单半胚移植40头(每头受体移植1枚半胚),另取同级别整胚移植受体40头,移植结果如下表所示。下列说法错误的是(　　)
组别 受体/头 成活/头
整胚 40 17
双半胚 40 22
单半胚 40 11
A.分割前需观察胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚期
B.胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理
C.根据表中数据,双半胚组成活率高于其他两组
D.双半胚和单半胚移植与整胚移植相比都提高了胚胎利用率
【答案】 C
【解析】 哺乳动物的早期胚胎一般发育到桑葚胚或者囊胚期进行胚胎分割,故分割前需观察胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚期;题干中采用的是牛冷冻胚胎,故胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理;双半胚移植40头(每头受体移植2枚半胚),即双半胚共有80个半胚胎,成活了22头,成活率为22/80×100%=27.5%,单半胚移植40头(每头受体移植1枚半胚)即单半胚共有40个半胚胎,成活了11头,成活率为11/40×100%=27.5%,同级别整胚移植受体40头即整胚共有40个胚胎,成活了17头,成活率为17/40×100%=42.5%,故根据表中数据,双半胚组成活率并没有高于其他两组;由表可知,双半胚和单半胚移植(一个胚胎进行二分切割成两个胚胎)与整胚移植相比都提高了胚胎利用率。第53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 胚胎工程技术及其应用 2025·江苏卷,7;2025·重庆卷,4;2025·云南卷,14;2025·陕晋青宁卷,7;2025·浙江6月选考,24;2024·贵州卷,13;2024·甘肃卷,16;2024·湖北卷,5、10;2023·江苏卷,17;2023·广东卷,3
考点一　胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程概念的理解
2.受精
(1)概念:精子与卵子结合形成　　　　　(即受精卵)的过程,包括受精前的　　　　阶段和
　　　　阶段。
(2)场所:在自然条件下,哺乳动物的受精在　　　　　　内完成。
(3)过程。
提醒　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在自然条件下卵子的减数分裂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。
1.(选择性必修3 P57正文)防止多精入卵有两道屏障,其意义是 　
。
2.(选择性必修3 P58相关信息)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志,观察不到3个极体的原因是 　
。
3.胚胎早期发育
提醒　卵裂时胚胎中有机物的含量不断减少,但有机物的种类增加;胚胎总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持稳定。
3.(选择性必修3 P58楷体字)囊胚孵化后,将发育形成　　 　　。原肠胚表面的细胞层为　　 　　,向内迁移的细胞形成　 　　。随着发育的进行,一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成　　　 。
4.孵化
(1)概念:囊胚进一步扩大,　　 　　破裂,胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义:如果不能正常孵化,胚胎就　　　　　 　　　。
考向1　围绕胚胎工程的理论基础,考查理解能力及综合分析能力
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) 卵母细 胞/个 第一极体 排出/个 成熟 率/% 卵裂 数/个 卵裂 率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A.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1 μg/mL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
2.(2025·浙江6月选考,24改编)某同学欲开展小鼠的排卵、受精以及观察受精卵发育的实验,其基本过程如下。
(1)制备垂体细胞提取液:取小鼠的垂体,加入少量的培养液,剪碎,用胰蛋白酶消化,经处理制成垂体细胞悬液。取垂体细胞悬液,用培养液稀释,制成某一浓度的垂体细胞悬液。将垂体细胞培养一段时间后,破碎,　　　　,取上清液,经处理获得提取液。
(2)采集精子:将人工采集的精子置于培养液中,培养一段时间。此过程可使精子获得
　　　　　　　　　　。
(3)采集卵细胞:给成年雌鼠注射垂体细胞提取液,一段时间后,采集卵子。注射垂体细胞提取液可促进雌鼠排卵的原因是 　。
(4)受精:将精子和卵细胞混合培养。精子入卵后,会使卵子完成减数分裂Ⅱ,排出　　　　　　,形成雌原核。
(5)观察受精卵的发育:受精卵开始卵裂,其中的细胞体积　　 　　,细胞数量增加,但胚胎的总体积变化　 　　　。
考点二　胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)过程。
(2)意义。
①提高动物　　　　 　　。
②为胚胎移植提供可用的　　 　　。
2.胚胎移植
(1)概念理解。
(2)基本程序。
提醒　①对供体和受体母畜进行同期发情处理的目的是使供体和受体的生理状态达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
②在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查,其目的分别是第一次用孕激素对受体、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。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。
1.(选择性必修3 P62相关信息)超数排卵是指应用外源　　　　　　,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
2.(选择性必修3 P62思考·讨论):胚胎移植的生理学基础
(3)意义。
①充分发挥雌性优良个体的　　　　潜力。
②大大缩短了　　　 　本身的繁殖周期。
3.胚胎分割
(1)概念。
对象 　　　
方法 机械方法
目的 获得　　　　　　　
特点 来自同一胚胎的后代具有　　　　　
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
(2)仪器设备:体视显微镜和　 。
(3)操作过程。
提醒　①在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意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。
(4)意义:①促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。②在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制　、
动物繁育健康后代具有重要意义。
【判断正误】
(1)(2024·贵州卷,13)进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割。(　　)
(2)(2023·浙江1月选考,12)胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率。(　　)
(3)(2021·江苏卷,11)早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体。(　　)
(4)(2020·山东卷,14)用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子。(　　)
考向2　围绕胚胎工程的技术及其应用,考查科学思维
3.(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
4.(2025·陕晋青宁卷,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
1.(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
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷,9)研究显示,约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期,且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是(　　)
A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚
B.移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态
C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低,可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化
D.为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植
3.(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
4.(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(共46张PPT)
第53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 胚胎工程技术及其应用 2025·江苏卷,7;2025·重庆卷,4;2025·云南卷,14; 2025·陕晋青宁卷,7;2025·浙江6月选考,24; 2024·贵州卷,13;2024·甘肃卷,16;2024·湖北卷,
5、10;2023·江苏卷,17;2023·广东卷,3
考点一
胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程概念的理解
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
早期胚胎细胞
雌性动物
自然受精
早期胚胎发育
2.受精
(1)概念:精子与卵子结合形成 (即受精卵)的过程,包括受精前的
阶段和 阶段。
(2)场所:在自然条件下,哺乳动物的受精在 内完成。
合子
准备
受精
输卵管
(3)过程。
获能
MⅡ期
后来的精子进入
卵细胞膜
雌、雄原核
提醒　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在自然条件下卵子的减数分裂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。
1.(选择性必修3 P57正文)防止多精入卵有两道屏障,其意义是
。
2.(选择性必修3 P58相关信息)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志,观察不到3个极体的原因是
。
细读教材
这可以保证
受精卵中的染色体数目与亲代体细胞一致,从而保证遗传的稳定性
多数哺乳动物
的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成两个第二极体,因此观察不到
3个极体
3.胚胎早期发育
有丝
分裂
增多
并不增加
各种组织
胎膜和胎盘
的一部分
提醒　卵裂时胚胎中有机物的含量不断减少,但有机物的种类增加;胚胎总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持稳定。
3.(选择性必修3 P58楷体字)囊胚孵化后,将发育形成 。原肠胚表面的细胞层为 ,向内迁移的细胞形成 。随着发育的进行,一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成 。
细读教材
原肠胚
外胚层
内胚层
中胚层
4.孵化
(1)概念:囊胚进一步扩大, 破裂,胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义:如果不能正常孵化,胚胎就 。
透明带
无法继续发育
考向1　围绕胚胎工程的理论基础,考查理解能力及综合分析能力
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。
核心考向·突破
把握方向·训练到位
甲的浓度/ (μg/mL) 卵母细 胞/个 第一极体 排出/个 成熟 率/% 卵裂 数/个 卵裂
率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
根据实验数据,下列叙述错误的是(　　)
A.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1 μg/mL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
A
【解析】 由表可知,甲低浓度时促进卵裂,高浓度时抑制卵裂;对照组(0 μg/mL)第一极体排出个数为70个,甲浓度过高(>10 μg/mL,第一极体排出个数<70)抑制第一极体的排出;添加1 μg/mL的甲,卵裂数增大,即该条件可提高受精后胚胎发育能力;卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出。
甲的浓度/ (μg/mL) 卵母细 胞/个 第一极体 排出/个 成熟 率/% 卵裂 数/个 卵裂
率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
2.(2025·浙江6月选考,24改编)某同学欲开展小鼠的排卵、受精以及观察受精卵发育的实验,其基本过程如下。
(1)制备垂体细胞提取液:取小鼠的垂体,加入少量的培养液,剪碎,用胰蛋白酶消化,经处理制成垂体细胞悬液。取垂体细胞悬液,用培养液稀释,制成某一浓度的垂体细胞悬液。将垂体细胞培养一段时间后,破碎,　　　　,取上清液,经处理获得提取液。
离心
【解析】 (1)在制备细胞悬液时,剪碎组织后通常需要用胰蛋白酶消化,以分散细胞。要制成某一浓度的垂体细胞悬液,在取垂体细胞悬液后,需用培养液稀释。将垂体细胞培养一段时间后破碎,为了获得细胞内的物质(提取液的有效成分),需要进行离心操作,离心后细胞碎片等杂质会沉淀在底部,而上清液中含有我们需要的物质。
(2)采集精子:将人工采集的精子置于培养液中,培养一段时间。此过程可使精子获得　 。
受精能力
【解析】 (2)在体外受精过程中,将人工采集的精子置于培养液中培养一段时间,此过程可使精子获能。精子获能后才具备与卵子受精的能力。
(3)采集卵细胞:给成年雌鼠注射垂体细胞提取液,一段时间后,采集卵子。注射垂体细胞提取液可促进雌鼠排卵的原因是　 。
提取液中含促性腺激素
【解析】 (3)提取液中含促性腺激素,能作用于雌鼠的卵巢,促进卵泡发育和成熟,从而促使雌鼠排卵。
(4)受精:将精子和卵细胞混合培养。精子入卵后,会使卵子完成减数分裂Ⅱ,排出　　　　　　,形成雌原核。
第二极体
【解析】 (4)卵子在体外培养至减数分裂Ⅱ中期时具备受精能力,当精子成功入卵后,会激活卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核。
(5)观察受精卵的发育:受精卵开始卵裂,其中的细胞体积　　　　,细胞数量增加,但胚胎的总体积变化　　　　。
变小
不明显
【解析】 (5)受精卵进行的早期分裂称为卵裂,其特点是细胞持续进行有丝分裂,但分裂过程中不伴随细胞生长(或生长期极短)。因此,每次分裂后,子细胞的体积会逐渐变小(因细胞质被平均分配,且无明显物质积累);尽管细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加。
考点二
胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)过程。
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
MⅡ
获能
(2)意义。
①提高动物 。
②为胚胎移植提供可用的 。
繁殖能力
胚胎
2.胚胎移植
(1)概念理解。
同种的、生理
状态相同
遗传性状优良、生产
能力强
健康的体质和
正常繁殖能力
(2)基本程序。
妊娠
提醒　①对供体和受体母畜进行同期发情处理的目的是使供体和受体的生理状态达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
②在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查,其目的分别是第一次用孕激素对受体、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。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。
1.(选择性必修3 P62相关信息)超数排卵是指应用外源 ,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
细读教材
促性腺激素
2.(选择性必修3 P62思考·讨论):胚胎移植的生理学基础
同种动物
生理变化
游离
免疫排斥
遗传特性
(3)意义。
①充分发挥雌性优良个体的 潜力。
②大大缩短了 本身的繁殖周期。
3.胚胎分割
(1)概念。
对象
方法 机械方法
目的 获得
特点 来自同一胚胎的后代具有
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
繁殖
供体
早期胚胎
同卵双胎或多胎
相同的遗传物质
(2)仪器设备:体视显微镜和 。
(3)操作过程。
显微操作仪
桑葚胚
囊胚
操作液
分割针
分割刀
体外培养
提醒　①在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意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。
(4)意义:①促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。②在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制 、动物繁育健康后代具有重要意义。
动物性别
(1)(2024·贵州卷,13)进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割。(　　)
【判断正误】
×
【提示】 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。
(2)(2023·浙江1月选考,12)胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率。(　　)
×
【提示】 胚胎分割能提高胚胎的利用率,不能提高移植胚胎的成活率。
(3)(2021·江苏卷,11)早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体。(　　)
(4)(2020·山东卷,14)用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子。(　　)
√
√
考向2　围绕胚胎工程的技术及其应用,考查科学思维
3.(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
核心考向·突破
把握方向·训练到位
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;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,但该母牛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;该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛,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;使用该牛MⅡ期卵母细胞的细胞核进行核移植,由于该牛本身孕酮分泌异常等问题,获得的后代也可能存在发育等方面的问题,不一定可育。
4.(2025·陕晋青宁卷,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
C
【解析】 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。
演练真题·感悟高考
1.(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
C
【解析】 采集的精子需要经过稀释和固定处理后才能用血细胞计数板检测精子密度,否则精子运动会影响计数准确性;人工授精时,精子在雌性生殖道内自然获能,无需进行体外获能处理;超数排卵是通过注射促性腺激素促进卵泡发育和排卵;胚胎移植的生理学基础是母体子宫对胚胎的免疫耐受性高,不会发生免疫排斥。
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷,9)研究显示,约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期,且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是(　　)
A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚
B.移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态
C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低,可能是早期胚胎未能及时从滋养层内
孵化
D.为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植
C
【解析】 由于MⅡ期卵母细胞的细胞更大,便于进行技术操作,且细胞质中含有激发细胞核全能性的物质,因此需将体细胞核移植到去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚;细胞核来自已分化的体细胞,全能性容易受到影响,因此移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态;孵化是胚胎从透明带(不是滋养层)中伸展出来;胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植。
3.(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
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;从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精;在胚胎移植前要对受体和供体进行同期发情处理,使供、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;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。
4.(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
D
【解析】 采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊的操作过程中,需要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;胚胎移植前,可采集部分滋养层细胞进行遗传学检测;杜泊绵羊与波尔山羊属于不同的物种,具有生殖隔离,通常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;生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子。
谢谢观赏第53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 胚胎工程技术及其应用 2025·江苏卷,7;2025·重庆卷,4;2025·云南卷,14;2025·陕晋青宁卷,7;2025·浙江6月选考,24;2024·贵州卷,13;2024·甘肃卷,16;2024·湖北卷,5、10;2023·江苏卷,17;2023·广东卷,3
考点一　胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程概念的理解
2.受精
(1)概念:精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程,包括受精前的准备阶段和受精阶段。
(2)场所:在自然条件下,哺乳动物的受精在输卵管内完成。
(3)过程。
提醒　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在自然条件下卵子的减数分裂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。
1.(选择性必修3 P57正文)防止多精入卵有两道屏障,其意义是这可以保证受精卵中的染色体数目与亲代体细胞一致,从而保证遗传的稳定性。
2.(选择性必修3 P58相关信息)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志,观察不到3个极体的原因是多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成两个第二极体,因此观察不到3个极体。
3.胚胎早期发育
提醒　卵裂时胚胎中有机物的含量不断减少,但有机物的种类增加;胚胎总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持稳定。
3.(选择性必修3 P58楷体字)囊胚孵化后,将发育形成原肠胚。原肠胚表面的细胞层为外胚层,向内迁移的细胞形成内胚层。随着发育的进行,一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。
4.孵化
(1)概念:囊胚进一步扩大,透明带破裂,胚胎从其中伸展出来的过程。
(2)意义:如果不能正常孵化,胚胎就无法继续发育。
考向1　围绕胚胎工程的理论基础,考查理解能力及综合分析能力
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) 卵母细 胞/个 第一极体 排出/个 成熟 率/% 卵裂 数/个 卵裂 率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A.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1 μg/mL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】 由表可知,甲低浓度时促进卵裂,高浓度时抑制卵裂;对照组(0 μg/mL)第一极体排出个数为70个,甲浓度过高(>10 μg/mL,第一极体排出个数<70)抑制第一极体的排出;添加1 μg/mL的甲,卵裂数增大,即该条件可提高受精后胚胎发育能力;卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出。
2.(2025·浙江6月选考,24改编)某同学欲开展小鼠的排卵、受精以及观察受精卵发育的实验,其基本过程如下。
(1)制备垂体细胞提取液:取小鼠的垂体,加入少量的培养液,剪碎,用胰蛋白酶消化,经处理制成垂体细胞悬液。取垂体细胞悬液,用培养液稀释,制成某一浓度的垂体细胞悬液。将垂体细胞培养一段时间后,破碎,　　　　,取上清液,经处理获得提取液。
(2)采集精子:将人工采集的精子置于培养液中,培养一段时间。此过程可使精子获得　 。
(3)采集卵细胞:给成年雌鼠注射垂体细胞提取液,一段时间后,采集卵子。注射垂体细胞提取液可促进雌鼠排卵的原因是　 。
(4)受精:将精子和卵细胞混合培养。精子入卵后,会使卵子完成减数分裂Ⅱ,排出
　　　　　　,形成雌原核。
(5)观察受精卵的发育:受精卵开始卵裂,其中的细胞体积　　　　,细胞数量增加,但胚胎的总体积变化　　　　。
【答案】 (1)离心
(2)受精能力
(3)提取液中含促性腺激素
(4)第二极体
(5)变小　不明显
【解析】 (1)在制备细胞悬液时,剪碎组织后通常需要用胰蛋白酶消化,以分散细胞。要制成某一浓度的垂体细胞悬液,在取垂体细胞悬液后,需用培养液稀释。将垂体细胞培养一段时间后破碎,为了获得细胞内的物质(提取液的有效成分),需要进行离心操作,离心后细胞碎片等杂质会沉淀在底部,而上清液中含有我们需要的物质。
(2)在体外受精过程中,将人工采集的精子置于培养液中培养一段时间,此过程可使精子获能。精子获能后才具备与卵子受精的能力。
(3)提取液中含促性腺激素,能作用于雌鼠的卵巢,促进卵泡发育和成熟,从而促使雌鼠排卵。
(4)卵子在体外培养至减数分裂Ⅱ中期时具备受精能力,当精子成功入卵后,会激活卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核。
(5)受精卵进行的早期分裂称为卵裂,其特点是细胞持续进行有丝分裂,但分裂过程中不伴随细胞生长(或生长期极短)。因此,每次分裂后,子细胞的体积会逐渐变小(因细胞质被平均分配,且无明显物质积累);尽管细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加。
考点二　胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)过程。
(2)意义。
①提高动物繁殖能力。
②为胚胎移植提供可用的胚胎。
2.胚胎移植
(1)概念理解。
(2)基本程序。
提醒　①对供体和受体母畜进行同期发情处理的目的是使供体和受体的生理状态达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
②在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查,其目的分别是第一次用孕激素对受体、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。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。
1.(选择性必修3 P62相关信息)超数排卵是指应用外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
2.(选择性必修3 P62思考·讨论):胚胎移植的生理学基础
(3)意义。
①充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
②大大缩短了供体本身的繁殖周期。
3.胚胎分割
(1)概念。
对象 早期胚胎
方法 机械方法
目的 获得同卵双胎或多胎
特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
(2)仪器设备:体视显微镜和显微操作仪。
(3)操作过程。
提醒　①在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意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。
(4)意义:①促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。②在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
【判断正误】
(1)(2024·贵州卷,13)进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割。(　　)
【答案】 ×
【提示】 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。
(2)(2023·浙江1月选考,12)胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率。(　　)
【答案】 ×
【提示】 胚胎分割能提高胚胎的利用率,不能提高移植胚胎的成活率。
(3)(2021·江苏卷,11)早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体。(　　)
【答案】 √
(4)(2020·山东卷,14)用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子。(　　)
【答案】 √
考向2　围绕胚胎工程的技术及其应用,考查科学思维
3.(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;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,但该母牛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;该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛,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;使用该牛MⅡ期卵母细胞的细胞核进行核移植,由于该牛本身孕酮分泌异常等问题,获得的后代也可能存在发育等方面的问题,不一定可育。
4.(2025·陕晋青宁卷,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】 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。
1.(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】 采集的精子需要经过稀释和固定处理后才能用血细胞计数板检测精子密度,否则精子运动会影响计数准确性;人工授精时,精子在雌性生殖道内自然获能,无需进行体外获能处理;超数排卵是通过注射促性腺激素促进卵泡发育和排卵;胚胎移植的生理学基础是母体子宫对胚胎的免疫耐受性高,不会发生免疫排斥。
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷,9)研究显示,约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期,且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是(　　)
A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚
B.移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态
C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低,可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化
D.为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植
【答案】 C
【解析】 由于MⅡ期卵母细胞的细胞更大,便于进行技术操作,且细胞质中含有激发细胞核全能性的物质,因此需将体细胞核移植到去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚;细胞核来自已分化的体细胞,全能性容易受到影响,因此移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态;孵化是胚胎从透明带(不是滋养层)中伸展出来;胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植。
3.(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;从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数第二次分裂中期)后才可与获能的精子进行体外受精;在胚胎移植前要对受体和供体进行同期发情处理,使供、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;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。
4.(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】 采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊的操作过程中,需要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;胚胎移植前,可采集部分滋养层细胞进行遗传学检测;杜泊绵羊与波尔山羊属于不同的物种,具有生殖隔离,通常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;生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子。
(时间:15分钟)
1.(2025·吉林三模)下列有关动物细胞培养和胚胎发育的叙述,正确的是(　　)
A.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.体外培养的大多数细胞能够悬浮在培养液中生长
C.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
D.桑葚胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化
【答案】 A
【解析】 动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,而胚胎细胞分化程度低,全能性容易表达,所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植;体外培养的大多数细胞需要贴附在某些基质表面才能生长增殖,称为贴壁生长,而不是悬浮在培养液中生长;卵裂期胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎总体积并不增加,由于细胞呼吸不断消耗有机物,所以有机物总量在不断减少;囊胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化,而不是桑葚胚。
2.(2025·内蒙古高考适应性考试)下列有关牛体外受精的叙述错误的是(　　)
A.精子需经过获能步骤,才可用于体外受精
B.卵母细胞需培养至MⅡ期,与精子结合完成受精
C.体外受精需加入聚乙二醇等诱导精卵结合
D.精子入卵后卵细胞膜发生生理反应,阻止其他精子进入
【答案】 C
【解析】 聚乙二醇常用于细胞融合,而不是体外受精过程。
3.(2025·江苏徐州一模)黑裘皮羊被列为国家级畜禽遗传资源保护品种,对其保种扩繁工作采用了多种现代生物技术。下列做法不合理的是(　　)
A.采用同期发情处理,使母羊集中发情,便于统一配种和管理
B.长期使用同一批优秀种公羊进行人工授精能最大限度保留优良性状
C.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进行分割
D.为了控制黑裘皮羊的性别,在胚胎移植前一般选取滋养层细胞进行性别鉴定
【答案】 B
【解析】 同期发情处理通过调控母羊的生理周期,使其同步排卵,便于统一配种和管理;长期使用同一批优秀种公羊会导致近亲繁殖,基因多样性降低,隐性有害性状易表现,不利于保留优良性状;胚胎分割需选择发育良好、全能性高的桑葚胚或囊胚,确保分割后胚胎正常发育;胚胎性别鉴定通常取滋养层细胞,因其不参与胎儿组织的发育,避免损伤胚胎。
4.(2025·福建宁德模拟)某实验室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均具有自然胚胎桑葚期细胞特性,并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究,下列叙述错误的是(　　)
注:pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因。
A.桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期
B.诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列和表达的情况都发生改变
C.囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化
D.据图推测,桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达下降
【答案】 B
【解析】 胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体,桑葚胚样细胞是全潜能细胞,可诱导发育至囊胚期;诱导桑葚胚样细胞时,基因的碱基序列并未发生改变;囊胚期细胞分化程度高于桑葚胚样细胞,因此囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化;提高内细胞团细胞pSTAT3基因的表达水平能制备出桑葚胚样全潜能细胞,由此推测桑葚胚发育成囊胚的过程中,pSTAT3的表达下降。
5.(2025·吉林长春模拟)雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体(如图),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。下列叙述错误的是(　　)
A.极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B.减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制
C.胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D.第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
【答案】 D
【解析】 初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ的后期细胞质不均等分裂导致形成大小不同的两个细胞,大的细胞被称为次级卵母细胞,小的细胞叫第一极体,而次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ的后期发生相似的变化,可见极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关;减数分裂的特点是DNA只复制一次(发生在间期),而细胞分裂两次,所以在减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制;由题意可知,第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触,在甲时期去除第二极体会导致胚胎发育异常,而将第二极体的细胞提取液注入细胞1能改善胚胎发育,说明正常情况下细胞1能获得第二极体中的物质,所以胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流;由于在乙时期后去除第二极体,对胚胎发育几乎无影响,故第二极体在乙时期及之前发挥重要作用,另外胚胎细胞由受精卵发育形成,第二极体不参与胚胎的组成。
6.(2025·广东湛江三模)Rag2基因缺陷导致大鼠无法产生B、T淋巴细胞。科研人员将正常大鼠的胚胎干细胞(ES细胞)注射到Rag2基因缺陷大鼠的桑葚胚中,使其产生具有正常ES细胞来源的淋巴细胞群的体细胞嵌合体,从而补充其缺失的淋巴细胞,其过程如图所示。下列分析正确的是(　　)
A.嵌合体大鼠产生的B、T淋巴细胞直接由ES细胞分化而来
B.获得的嵌合体大鼠的大部分细胞的Rag2基因没有缺陷
C.注入桑葚胚的ES细胞在囊胚期主要存在于内细胞团
D.该实验最终获得了嵌合体大鼠证明ES细胞具有全能性
【答案】 C
【解析】 嵌合体大鼠中供体来源的ES细胞可分化形成造血干细胞,再分化成淋巴细胞;获得的嵌合体大鼠大部分细胞还是有Rag2基因缺陷,只有ES细胞来源的淋巴细胞群没有Rag2基因缺陷;注入桑葚胚的ES细胞在囊胚期主要存在于内细胞团,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;该实验获得的嵌合体大鼠是由大鼠胚胎发育而来,并不是由ES细胞发育而来,不能体现ES细胞具有全能性。
7.(2026·湖南衡阳调研)为了加快优良牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息分析,下列叙述正确的是(　　)
A.试管牛和克隆牛都是有性生殖的产物
B.获得的优秀公牛的新鲜精液,可直接用于受精作用
C.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
D.通过方法Ⅱ产生的F牛的性别与C相同,性状也与C完全一致
【答案】 C
【解析】 克隆牛不经过两性生殖细胞的受精过程,属于无性生殖;获得的优秀公牛的新鲜精液,需获能后才能进行受精作用;胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下(供体和受体之间)空间位置的置换;F牛的性别由其细胞核决定,与良种奶牛C的性别一致,为雌性,但F牛一小部分遗传物质来自无核卵细胞中的细胞质,因此性状与C不完全一致。
8.如图是小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞的获得过程,相关叙述错误的是(　　)
A.卵母细胞通常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
B.过程①中,精子需要在ATP培养液中获能
C.过程②中,经历了有丝分裂和分化,不同阶段表达的基因存在差异
D.“早期胚胎”最可能是囊胚,其中的内细胞团细胞具有发育全能性
【答案】 B
【解析】 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;过程①中,精子需要用获能液(使精子获得受精的能力,而不是获得能量)培养,不是用ATP培养液培养;过程②是早期胚胎发育,此过程经历了有丝分裂和分化,分化的实质是基因的选择性表达,因此不同阶段表达的基因存在差异;据题图可知,“早期胚胎”最可能是囊胚,囊胚的内细胞团细胞将来发育成胎儿的各种组织,具有发育的全能性。
9.(2025·山东潍坊三模)对60枚牛冷冻胚胎进行二分切割操作,得到120枚半胚,其中双半胚移植40头(每头受体移植2枚半胚)、单半胚移植40头(每头受体移植1枚半胚),另取同级别整胚移植受体40头,移植结果如下表所示。下列说法错误的是(　　)
组别 受体/头 成活/头
整胚 40 17
双半胚 40 22
单半胚 40 11
A.分割前需观察胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚期
B.胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理
C.根据表中数据,双半胚组成活率高于其他两组
D.双半胚和单半胚移植与整胚移植相比都提高了胚胎利用率
【答案】 C
【解析】 哺乳动物的早期胚胎一般发育到桑葚胚或者囊胚期进行胚胎分割,故分割前需观察胚胎是否发育到桑葚胚或囊胚期;题干中采用的是牛冷冻胚胎,故胚胎移植时不需对供体和受体进行同期发情处理;双半胚移植40头(每头受体移植2枚半胚),即双半胚共有80个半胚胎,成活了22头,成活率为22/80×100%=27.5%,单半胚移植40头(每头受体移植1枚半胚)即单半胚共有40个半胚胎,成活了11头,成活率为11/40×100%=27.5%,同级别整胚移植受体40头即整胚共有40个胚胎,成活了17头,成活率为17/40×100%=42.5%,故根据表中数据,双半胚组成活率并没有高于其他两组;由表可知,双半胚和单半胚移植(一个胚胎进行二分切割成两个胚胎)与整胚移植相比都提高了胚胎利用率。

展开更多......

收起↑