课时微练41 胚胎工程 生物技术的安全性与伦理问题-（教师用书）【赢在微点·顶层设计】2027年高中生物学高考一轮总复习（不定项版）

课时微练(四十一)　胚胎工程　生物技术的安全性与伦理问题 　 一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述,正确的是(A) A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理 B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植 C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应 D.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更高 解析　一般采取注射促性腺激素的方法对良种母牛作超数排卵处理,A项正确;进行胚胎移植的早期胚胎一般发育到桑葚胚或囊胚阶段,B项错误;作为同种生物,受体代孕牛对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此一般不需要使用免疫抑制剂处理,C项错误;利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更低,D项错误。 易错警示　误以为需要使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应,对胚胎移植的生理学基础不够了解,导致错选C项。 2.(2025·浙江联考)如图为受精作用及胚胎发育示意图,a、b代表两个发育时期。下列叙述错误的是(A) A.①过程发生了非同源染色体的自由组合 B.②过程通过有丝分裂增殖 C.胚胎发育到a时期细胞开始发生分化 D.处于a时期的胚胎中具有囊胚腔 解析　①是受精作用,该过程中不会发生非同源染色体的自由组合,A项错误;受精卵通过有丝分裂增殖,B项正确;a时期为囊胚时期,此时细胞逐渐分化,且囊胚具有囊胚腔,C、D两项正确。 3.(2025·广东模拟)哺乳动物胚胎发育早期阶段涉及外胚层、中胚层和内胚层的形成,该过程始于囊胚。囊胚后内细胞团分化为原始内胚层(PrE)和上胚层,随着发育的进行,一部分细胞会在内、外两个胚层之间形成中胚层。研究发现在缺乏其他细胞类型的情况下,PrE能够独立再生完整的囊胚结构。下列有关说法错误的是(D) A.PrE在特定条件下能够独立再生完整的囊胚结构,说明PrE细胞具有细胞全能性 B.外、中、内胚层来自内细胞团,能逐渐分化形成各种组织、器官 C.PrE形成的胚胎受到实验性干预时,细胞分化方向会改变 D.抽取动物胚胎内胚层细胞进行性别鉴定,不会对胚胎发育造成损伤 解析　细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整生物体或各种细胞的潜能,题中PrE在特定条件下能够独立再生完整的囊胚结构,囊胚继续发育可逐渐分化形成各种组织、器官等,说明PrE细胞具有细胞全能性,A项正确;分析题意可知随着胚胎的发育,内细胞团会分化形成外、中、内胚层,最终将逐渐分化成各种组织、器官,如果抽取动物胚胎内胚层细胞进行性别鉴定,会对胚胎发育造成损伤,B项正确,D项错误;根据题意可知在缺乏其他细胞类型的情况下,PrE能够独立再生完整的囊胚结构,说明PrE受到实验性干预时,细胞分化方向会发生一定的改变,C项正确。 4.下列关于胚胎移植的叙述,正确的是(B) A.经胚胎移植产生的个体一定是无性生殖的后代 B.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 C.胚胎移植前需对受体进行超数排卵处理 D.胚胎移植的优势是可以充分发挥受体的繁殖潜力 解析　经胚胎移植产生的个体可能是有性生殖的后代,也可能是无性生殖的后代,其取决于胚胎的来源,A项错误;对供体进行超数排卵以获得较多的卵母细胞,C项错误;胚胎移植的优势是可以充分发挥供体(雌性优良个体)的繁殖潜力,受体的任务就是妊娠和育仔,D项错误。 5.印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是(B) A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割 B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞 C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液 D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分相同 解析　步骤甲、乙分别是体外受精和胚胎移植,A项错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,该激素只作用于性腺细胞,B项正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞,C项错误;步骤甲使用的培养液(获能溶液或专用的受精溶液)与早期胚胎培养液成分有区别,D项错误。 解题关键　解答本题的关键在于理解试管动物培养的过程、超数排卵的激素作用特点、早期胚胎培养的营养物质来源以及几种不同培养液的成分(获能溶液、体外受精培养液、早期胚胎培养液)。 6.目前,转基因产品的安全性引发社会的广泛关注,下列分析错误的是(D) A.转基因食品可能诱发过敏反应 B.转基因作物与近缘野生物种间可能会发生基因漂移 C.转基因生物进入生态系统后可能会成为超级杂草或超级害虫 D.转基因生物若经国家批准进行生产,就不存在任何安全风险 解析　转基因食品中可能出现新的过敏原,从而诱发过敏反应,A项正确;转基因作物与近缘野生物种间可能会发生基因漂移,从而使一些近缘物种表现出转基因作物的性状,B项正确;转基因生物进入生态系统后可能会成为超级杂草或超级害虫,进而破坏生态系统的稳定性,C项正确;转基因生物只有经过重重检测之后,国家才会批准进行生产,尽管如此,这些转基因生物依然可能存在一些潜在的安全风险,D项错误。 二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求 7.我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”,研究流程如图所示。下列相关叙述正确的是(AD) A.猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同,但具有相同的基因组 B.囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,但表达的基因都不同 C.移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行 D.移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌 解析　猴的成纤维细胞和胚胎干细胞来自同一个受精卵,虽然二者功能不同,但基因组相同,A项正确;囊胚细胞②③分别是滋养层细胞和内细胞团细胞,都由细胞①分裂分化形成,表达的基因并非都不同,比如呼吸酶基因的表达就相同,B项错误;动物细胞培养和早期胚胎培养均需要在含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行,CO2的主要作用是维持培养液的pH,C项错误;移植后胚胎通过脐带与母体进行物质交换,因此其发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌,D项正确。 8.(2025·佳木斯模拟)积雪草能促进肌肤再生,修复受损的胶原蛋白,是美容护肤界的万金油。现用一批遗传性状基本一致的实验鼠,研究积雪草提取液对受损皮肤的修复效果。下列叙述正确的是(BC) A.积雪草可能具有促进受损的肌肤细胞恢复全能性 B.可从同一只鼠中取出体细胞进行核移植,培养获取遗传性状基本一致的实验鼠 C.通过均等分割囊胚期的内细胞团,可获得更多的遗传性状基本一致的实验鼠 D.分割获得的胚胎,需移植到经超数排卵处理的受体雌鼠的子宫中发育成熟 解析　细胞全能性是指细胞发育为完整个体或分化为其他各种细胞的能力,积雪草能促进肌肤再生,修复受损的胶原蛋白,没有体现全能性,A项错误;培养获取遗传性状基本一致的实验鼠需要从同一只小鼠体细胞中获取,B项正确;囊胚期的细胞具有全能性,通过均等分割囊胚期的内细胞团,可获得更多的遗传性状基本一致的实验鼠,C项正确;经超数排卵处理的是供体而非受体,D项错误。 9.(2025·铁岭模拟)科学家们利用细胞核移植培养获得转基因猪,在供体猪身上进行了10次不同的基因编辑,以使供体猪的免疫系统能够接受人类心脏。外科医生成功将一颗转基因猪心脏移植到患有晚期心脏病的病人体内,但遗憾的是病人存活40天后由于免疫排斥而死亡。下列相关叙述正确的是 (ABD) A.上述基因编辑中可能包含导入了某种调节因子、除去抗原决定基因等 B.细胞核移植过程中卵母细胞去核真正除去的是“纺锤体—染色体复合物” C.转基因猪培育过程中胚胎移植时的囊胚具有外胚层、中胚层和内胚层 D.器官移植已经成为多种疾病治疗的有效手段,但依然面临着很多问题 解析　题述基因编辑中可能包含导入了某种调节因子(以抑制抗原决定基因的表达)、除去抗原决定基因等,防止器官移植后发生排异反应,A项正确;细胞核移植过程中卵母细胞去核真正除去的是“纺锤体—染色体复合物”,而非细胞核,B项正确;转基因猪培育过程中胚胎移植一般选择桑葚胚或囊胚,外胚层、中胚层和内胚层是原肠胚才具有的结构,C项错误;器官移植已经成为多种疾病治疗的有效手段,但依然面临着很多问题(如器官来源问题和排斥问题等),D项正确。 10.为了解转基因烟草对生态环境的影响,研究人员以TMV⁃cp烟草品种NC89为实验材料,对转基因烟草外源基因TMV⁃cp漂移到杂草上的可能性进行了研究。研究人员随机选取了5株NC89烟草,并在NC89烟草株系及周边随机选取各种杂草,提取DNA,根据TMV⁃cp基因设计引物进行PCR扩增,电泳结果如图。 [注]　1为阳性对照,2为空白(阴性)对照,3~7为NC89烟草样品,8~18表示杂草样品。 下列相关叙述错误的是(CD) A.设置空白对照是为排除实验操作等对结果的影响 B.电泳结果表明TMV⁃cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在 C.电泳结果表明烟草中TMV⁃cp基因漂移至周边杂草 D.将TMV⁃cp基因转入其他植物时不需要经过安全性评价 解析　为了排除实验操作等对结果的影响,需要设置空白对照,A项正确;由电泳结果可知,TMV⁃cp基因在NC89烟草细胞内稳定存在,B项正确;8~18表示杂草样品,都没有出现TMV⁃cp基因条带,则烟草中TMV⁃cp基因没有漂移至周边杂草,C项错误;将TMV⁃cp基因转入其他植物时需要经过安全性评价,D项错误。 三、非选择题 11.(2020·全国卷Ⅲ,T38)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。 回答下列问题: (1)步骤①中需要使用的工具酶有限制性内切核酸酶、DNA连接酶。步骤②和③所代表的操作分别是显微注射和体外培养。步骤④称为胚胎移植。 (2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的性别、年龄(答出2点即可)的限制。 (3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同(填“相同”或“不同”),原因是两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵。 (4)从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、胚胎移植(答出2点即可)。 解析　(1)在基因表达载体的构建过程中需要使用限制性内切核酸酶切割W基因和载体,同时需要DNA连接酶进行连接。将重组表达载体导入受精卵常用显微注射法,从受精卵到早期胚胎需要进行体外培养,将获得的早期胚胎通过胚胎移植移至代孕母体体内。(2)乳腺生物反应器和膀胱生物反应器都属于动物反应器。前者受动物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制,后者不受动物性别和年龄限制。(3)题述两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵,所以其细胞核中染色体DNA所含遗传信息相同。(4)胚胎工程中所用到的技术主要有体外受精、胚胎移植。 12.(科学探究)(2025·重庆模拟)嵌合体是指在同一个个体中,由基因型不同的细胞或组织相互接触且维持各自并存的混合状态。若细胞来自不同物种,该个体被称为异种嵌合体;若细胞来自同一物种,该个体被称为同种嵌合体。迄今为止,异种嵌合体仅有大小鼠异种嵌合体实验获得成功。科研人员主要利用iPS细胞与囊胚构建嵌合体,流程如图所示,请回答下列问题: (1)A过程前,为获取更多卵母细胞进行体外受精,应使用促性腺激素处理卵母细胞供体鼠。采集到的卵母细胞需在体外培养体系中达到MⅡ(减数分裂Ⅱ中)期,才具备受精的能力;体外直接采集到的精子应使用含有肝素(Ca2+载体)物质的溶液处理,使精子获能。B过程涉及的技术是胚胎移植技术。 (2)受精卵发育形成囊胚需要经历多个细胞阶段,4细胞阶段和囊胚阶段间还存在的阶段有8细胞阶段和桑葚胚阶段。小鼠的染色体数目为40,大鼠的染色体数目为42。获得的大小鼠异种嵌合体生物体细胞在有丝分裂后期染色体数目是84条或80条。 (3)有研究发现异种嵌合体个体的出生率低于同种嵌合体,为验证该结论,科研人员将来源于小鼠(填“小鼠”或“大鼠”)的iPS细胞分别注射至大鼠、小鼠囊胚腔中进行相关实验,结果如图甲。该科研人员认为该实验并不完善,还应增设两组实验。请利用小鼠、大鼠为实验材料,完善补充实验:将等量的大鼠iPS细胞分别注入多个大鼠、小鼠囊胚中,经胚胎移植至囊胚对应的代孕小鼠腹腔中,统计嵌合体的出生率。 　 甲 乙 (4)已知TSA药物能提高嵌合体胚胎的存活率,该药物与细胞内参与基因表观遗传修饰的总HDAC酶活性有关。研究人员利用TSA处理嵌合体胚胎,得到的结果如图乙所示,据此推测总HDAC酶在嵌合体胚胎发育过程的作用是抑制组蛋白乙酰化水平,降低嵌合体存活率。 解析　(1)A过程是卵细胞的采集,为获取更多卵母细胞进行体外受精,应使用促性腺激素促使其超数排卵。采集到的卵母细胞需在体外培养体系中达到MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期),才具备受精的能力。将采集到的精子放在含有肝素(Ca2+载体)的获能液中,使其获能。B过程表示将某一胚胎移植到另一个体内,涉及的技术是胚胎移植技术。(2)胚胎发育过程为受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚与器官形成等阶段,因此4细胞阶段和囊胚阶段间还存在的阶段有8细胞阶段和桑葚胚阶段。异种嵌合体体细胞来源于不同的物种,部分体细胞来源于大鼠,部分体细胞来源于小鼠,注意这里的嵌合体制备流程与动物体细胞融合技术不同,嵌合体鼠的体细胞在有丝分裂后期染色体数目为84条或80条。(3)题干指出:异种嵌合体个体的出生率低于同种嵌合体,用小鼠囊胚构建出的嵌合体出生率高于大鼠为囊胚构建的嵌合体,注射的iPS细胞应来源于小鼠。本实验是将小鼠的iPS细胞分别注射至大鼠、小鼠囊胚腔中进行相关实验,还应该将等量的大鼠iPS细胞分别注入多个大鼠、小鼠囊胚中,经胚胎移植至囊胚对应的代孕小鼠腹腔中,统计嵌合体的出生率。(4)由结果推出TSA通过降低总HDAC酶的相对活性提高了组蛋白乙酰化水平,因此总HDAC酶的作用应该是抑制乙酰化水平,降低嵌合体存活率。 学科网（北京）股份有限公司 $$