2027届高三生物人教版一轮复习讲义第十单元　第53课时　胚胎工程

该高中生物学高考复习讲义聚焦胚胎工程专题，涵盖受精及早期发育、体外受精等核心考点，按理论基础（受精、早期发育）到技术应用（胚胎移植、分割）逻辑架构知识，通过课标要求明确方向，考情分析把握高频考点，考点梳理结合教材隐性知识，真题训练融入近年高考题，助力学生系统构建知识网络。 资料特色在于采用归纳对比法（如区分转基因牛、克隆牛等）培养科学思维，设置基础排查和分层练习（课时精练）夯实基础，通过实验数据分析题（如雌激素对卵母细胞发育影响）提升探究实践能力，可帮助学生高效突破难点，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第53课时 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 黑吉辽蒙 T9 2025 江苏 T7 2024 湖北 T5 2024 湖北 T10 2024 甘肃 T16 2023 广东 T3 2023 江苏 T17 2022 江苏 T4 2022 北京 T11 2022 全国甲 T38 考点一 胚胎工程的理论基础 1.胚胎工程的概念 2.受精 教材隐性知识 源于教材P56“相关信息”:使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能;将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。 提醒 ①精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。 ②卵子减数分裂 是在精子和卵子结合的过程中完成的。 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。 ④在胚胎工程的实际操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。 3.胚胎早期发育 点拨 (1)桑葚胚的细胞和囊胚期内细胞团的细胞都具有全能性。 (2)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。 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。 考向一 胚胎工程的理论基础 1.(2024 湖北,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,实验结果如表所示。根据实验数据,下列叙述错误的是( ) 甲的浓度/( g mL-1) 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 g mL-1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,甲的浓度低时促进卵裂,浓度高时抑制卵裂,A错误;相比于未添加甲时,添加1 g mL-1的甲后,卵裂数增多,卵裂率增大,即该条件可提高受精后胚胎发育能力,C正确;第一极体的排出说明卵母细胞完成了减数分裂 ,本实验中卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出,D正确。 2.(2025 重庆,4)为保护濒危哺乳动物甲,科研工作者将甲的近缘物种乙(种群数量多)进行了如图所示的研究。下列叙述正确的是( ) A.克隆动物的核基因组来源于甲、乙 B.体外受精需用获能后的精子与M 期卵母细胞受精 C.囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体 D.滋养层可影响内细胞团的发育 答案 D 解析 克隆动物的核基因组来源于甲,细胞质中的基因来源于乙,A错误;体外受精需用获能后的精子与M 期卵母细胞受精,B错误;内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘的一部分,C错误;分析题图可知,利用体细胞核移植技术,获得囊胚①,移植到近缘物种子宫(乙)中的胚胎会死亡,将囊胚①的内细胞团移植到乙物种受精后的囊胚②的滋养层中,最终成功获得了克隆动物,说明滋养层可影响内细胞团的发育,D正确。 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提高动物繁殖能力的有效措施。 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 总结 胚胎移植两次激素处理(孕激素同期发情和外源促性腺激素超数排卵)、两次检查(胚胎质量检查和妊娠检查);两个移植时期(桑葚胚和囊胚);胚胎两个去向(直接移植或冷冻到几个月后移植)。 教材隐性知识 (1)源于选择性必修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)源于选择性必修3 P62“思考 讨论”:胚胎移植的生理学基础 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)材料:发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割。 (4)意义: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;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。 点拨 ①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,不能取内细胞团,因为内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,防止影响胎儿发育。 归纳总结 区分转基因牛、克隆牛、试管牛 项目 培育过程 生殖方式 遗传物质来源 意义 转基因牛 外源基因 受精卵 早期胚胎培养 胚胎移植 有性生殖 受精卵DNA+外源基因 赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型 核移植牛 体细胞核(或体细胞) 去核的卵母细胞 细胞融合 重构胚 胚胎移植 无性生殖 受体细胞的细胞质DNA,供体细胞的细胞核DNA(或细胞DNA) 加速家畜的遗传改良进程,促进良种畜群的繁育等 试管牛 采集卵母细胞 与获能的精子结合 受精卵 早期胚胎培养 胚胎移植 有性生殖 父方一半核基因,母方一半核基因,母方细胞质基因 大量快速繁殖良种家畜 (1)从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内(2020 浙江1月选考,17)( ) 提示 从雄性奶牛中采集到的成熟精子需要进行获能处理后,才能进行受精。 (2)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(2021 江苏,11)( √ ) (3)用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子(2020 山东,14)( √ ) (4)胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植(2020 山东,14)( ) 提示 不同动物胚胎移植的时间不同,一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段进行移植。 (5)牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。判断下列叙述是否正确: ①应选用原肠胚做雌雄鉴别( ) 提示 应选择囊胚期的滋养层细胞做性别鉴别。 ②鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植( ) 提示 因为利用乳腺生物反应器进行生物制药,所以鉴别后的雌性胚胎才可直接做胚胎移植。 分析胚胎工程技术及其应用 杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点, 成为广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示。据图回答下列问题: (1)请将图中的内容补充完整。 提示 ①体外胚胎培养 ②胚胎移植 (2)在胚胎移植前为什么对供体和受体进行同期发情处理? 提示 使供体和受体生殖器官的生理变化同步,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。 (3)为了获得数量较多的卵母细胞,可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理? 提示 可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。 (4)在进行体外受精操作之前,还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理? 提示 要对采集到的卵母细胞进行成熟培养(培养至M 期),对采集到的精子进行获能处理。 拓展延伸 同期发情使用的激素 同期发情的关键是控制黄体期的时间,而控制黄体期时间的方法大体有两种,一种是施用孕激素,另一种是施用前列腺素,这两种激素都能够打断母牛的自然发情周期,但原理不同。孕激素的作用原理是,给母牛使用孕激素后,使其血液中的孕激素保持较高水平,从而抑制了卵巢中卵泡的生长发育和自然发情,使母牛处于人为的黄体期,当群体处理达到一定天数后同时停止使用孕激素,使卵泡同步发育,使发情期同步。前列腺素是通过溶解卵巢中的黄体,降低母牛自身产生的孕激素的水平,中断黄体期,从而提前进入卵泡期,这样就缩短了发情周期,使发情期提前到来。 考向二 胚胎工程技术及其应用 3.(2025 江苏,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。下列叙述合理的是( ) A.采集的精液不需要固定、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 采集的精液需要经过稀释和固定处理,否则活动精子会影响计数准确性,且血细胞计数板通常用于已固定的细胞,A不合理;人工授精时,精子在雌性生殖道内自然获能,不需要提前体外获能处理,B不合理;超数排卵通过注射促性腺激素促进卵泡发育和排卵,C合理;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,D不合理。 4.(2025 陕晋宁青,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 促性腺激素可促进供体超数排卵,从而获得更多卵子,A正确;为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致,二者需进行同期发情处理以保证胚胎移植后的生理环境同步,B正确;桑葚胚阶段的细胞通过卵裂增殖,细胞数量增加,但胚胎总体积并不增加,C错误;本实验的自变量为是否对绵羊受精卵进行基因编辑等,其余为无关变量,对照组与实验组的无关变量(如年龄、性别)需保持一致,以排除干扰,D正确。 5.(2024 甘肃,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 胚胎移植过程中,需对供体(母藏羊甲)用外源促性腺激素处理,促使其卵巢卵泡发育和超数排卵,A正确;从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数分裂 中期)后才可与获能的精子进行体外受精,B错误;在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理,使受体的生理状况与供体相同,因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理,C正确;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,D正确。 一、基础排查 1.判断下列关于受精和早期胚胎发育的叙述 (1)一般情况下,卵子在输卵管内发育到M 期时,才具备受精的能力( √ ) (2)受精时,透明带和卵细胞膜都会发生相应的生理反应以防止多精入卵( √ ) (3)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加( ) 提示 卵裂期胚胎中细胞数目在不断增加,而有机物的总量因为细胞呼吸消耗而减少。 (4)胚胎在囊胚阶段进一步发育,其中的滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘的一部分( √ ) (5)桑葚胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化( ) 提示 囊胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化。 2.胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术手段。判断下列叙述是否正确 (1)体外受精前需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养和获能处理( √ ) (2)胚胎移植的供体需具有遗传性状优良、生产能力强的特点( √ ) (3)胚胎移植前,需要使用孕激素对供体进行超数排卵处理( ) 提示 胚胎移植前,需要使用孕激素对受体进行同期发情处理。 (4)胚胎移植前取内细胞团细胞做DNA分析鉴定性别( ) 提示 胚胎移植前通常取囊胚的滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别。 (5)胚胎移植过程,需对优良供体和健康受体进行同期发情处理( √ ) (6)胚胎移植中的供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应( ) 提示 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此胚胎移植中不需要对供体和受体进行免疫检查。 (7)通过二等份胚胎分割得到的两个个体具有相同的基因型和表型( ) 提示 通过二等份胚胎分割得到的两个个体具有相同的基因型,但表型是基因型与环境共同作用的结果,因此表型可能不同。 (8)胚胎分割时,需对处于原肠胚阶段的胚胎进行均等分割( ) 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,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割。 (9)采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,可以看作动物的有性繁殖( ) 提示 采用胚胎分割技术获得的个体,没有经历生殖细胞的融合,属于无性繁殖。 二、要语必背 1.(选择性必修3 P58)在实际胚胎工程操作中,受精的标志:观察到两个极体或者雌、雄原核。 2.(选择性必修3 P61)胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。 3.(选择性必修3 P61)供体母牛和受体母牛的选择标准为供体是遗传性状优良、生产能力强的个体,受体是有健康的体质和正常繁殖能力的个体,且二者必须是同一物种。 4.(选择性必修3 P62)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.(选择性必修3 P62)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。 6.(选择性必修3 P62)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,将它移入盛有操作液的培养皿中,然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割。 课时精练 [分值:100分] [1~10题,每题5分;11~13题,每题6分。共68分] 一、选择题 1.(2023 广东,3)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 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,因此不涉及细胞核移植,C符合题意。 2.(2025 深圳一模)在部分地区,牛的胚胎移植技术已进入生产应用阶段。胚胎移植时受体母牛须具备的条件是( ) A.具有产奶量较高等优良性状 B.与供体母牛的遗传特性一致 C.免疫力正常且具有健康体质 D.与供体母牛的繁殖潜能相当 答案 C 解析 受体母牛是接受胚胎的个体,其拥有健康的体质和正常的繁殖能力是胚胎移植成功和胚胎正常发育的关键,遗传特性和繁殖潜能是否与供体母牛一致不是受体母牛的必备条件,C正确,B、D错误;具有产奶量较高等优良性状是供体母牛的必备条件,不是受体母牛的必备条件,A错误。 3.(2025 云南,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M 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,A错误;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,B错误;该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛,故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,C正确;使用该牛M 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,获得的个体也可能存在发育等方面的问题,不一定可育,D错误。 4.(2026 广州阶段考)我国科学家成功在某哺乳动物X体内培养出人源肾脏。该过程中利用了胚胎补偿技术,即将人源的iPS细胞注入特定器官发育缺陷的宿主囊胚中,使其补偿发育出所需器官。经检测,这些肾脏中人源细胞比例最高可达70%。下列叙述正确的是( ) A.缺乏基因P和M,则动物X的各种器官均难以发育 B.对动物X的卵母细胞去核是指去除减数分裂 中期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物 C.人源的iPS细胞应注入特定器官发育缺陷的宿主囊胚,其注入位置应该是囊胚的滋养层 D.利用胚胎补偿技术制备的器官进行移植后需要给患者使用免疫抑制剂 答案 D 解析 据题意“将人源的iPS细胞注入特定器官发育缺陷的宿主囊胚中,使其补偿发育出所需器官”,说明敲除基因P和M的动物X的胚胎细胞,只是特定器官发育缺陷,不是所有器官,A错误;卵母细胞去核通常是在减数分裂 中期进行,此时卵母细胞的“核”其实是纺锤体—染色体复合物,B错误;囊胚由内细胞团和滋养层组成,其中滋养层发育成胎膜和胎盘的一部分,内细胞团发育成胎儿的各种组织,因此,iPS细胞应注入内细胞团,才能补偿发育出所需器官,C错误;人源肾脏由人源iPS细胞发育而成,且这些肾脏中人源细胞比例最高可达70%,但其仍可能携带宿主动物的细胞成分,且免疫系统可能将其识别为“非己”,因此,移植后仍需使用免疫抑制剂,防止免疫排斥反应,D正确。 5.(2025 梅州一模)Leigh氏综合征是一种严重的神经障碍病,其致病基因位于线粒体DNA中。一位母亲约有1/4的线粒体携带有这种线粒体突变基因,她的前两个孩子因患有该病而夭亡。她的第三个孩子因为接受了另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个“三亲婴儿”。如图为其孕育过程,下列叙述正确的是( ) A.用微型吸管去除卵母细胞A中成形的细胞核结构 B.图中代表该母亲卵母细胞的是卵母细胞A C.体外受精获得的胚胎发育到原肠胚时期进行胚胎移植 D.该婴儿同时拥有自己父母及捐赠者的部分基因 答案 D 解析 在体细胞核移植过程中,去核实质上是去除纺锤体—染色体复合物,所以用微型吸管去除的是卵母细胞A中的纺锤体—染色体复合物,A错误;由于该母亲的线粒体基因异常,但其核基因是正常的,因此需要捐赠者提供细胞质,因此图中代表该母亲卵母细胞的是卵母细胞B,B错误;常用桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行胚胎移植,C错误;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赠者,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。 6.(2025 黑吉辽蒙,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M 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 囊胚进一步扩大,透明带破裂,胚胎从其中伸展出来称为孵化,C错误;胚胎细胞全能性高于体细胞,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,D正确。 7.(2025 茂名二模)我国科学家综合利用多种现代生物技术,首次在猪胚胎内培育出主要由人体细胞构成的“人—猪嵌合中期肾”,且维持到胚胎第28天(过程如图所示)。已知胚胎在未分化前细胞间相互连接比较松散,可塑性强。过程①采用了CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除掉与猪肾脏发育密切相关的关键基因SIX1。下列叙述正确的是( ) A.采用CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除基因SIX1,可促进人源化肾脏的发育 B.过程③中选择猪的桑葚胚或原肠胚等早期胚胎导入iPS细胞成功率更高 C.动物细胞应放入含5%CO2培养箱中培养,CO2的主要作用是刺激细胞呼吸 D.利用胚胎分割技术增加人源化中肾数量的过程属于有性生殖 答案 A 解析 采用CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除与猪肾脏发育密切相关的关键基因SIX1,猪胚胎自身肾脏发育受抑制,为导入的人体细胞(iPS细胞等)发育成人源化肾脏创造了空间和条件,促进人源化肾脏的发育,A正确;胚胎在未分化前相互连接比较松散,可塑性强,桑葚胚细胞未分化,而原肠胚已经有了一定程度的分化,所以选择猪的桑葚胚导入iPS细胞成功率更高,B错误;动物细胞培养的气体环境为95%的空气和5%的CO2,CO2的主要作用是维持培养液pH的相对稳定,不是刺激呼吸,C错误;利用胚胎分割技术增加人源化中肾数量的过程属于无性生殖,D错误。 8.(2025 广东实验中学适应考)生猪育种的过程可采用体外受精技术、孤雌生殖(卵不经过受精发育成个体)和孤雄生殖(去核后体外受精)等多种辅助生殖技术。某科研团队为研究不同辅助生殖技术下猪胚胎存活率存在差异的原因,追踪了猪早期胚胎发育过程中染色质的空间构象变化,结果如表。下列叙述正确的是( ) 操作对象 辅助生殖技术 4细胞胚胎期 桑葚胚 胚胎存活率 M 期 卵母细胞 ①体外受精技术 染色质空间构象较快建立 高 ②孤雌生殖 染色质特殊 区域解体 解体区域部分 重建较慢 低 ③孤雄生殖 解体区域部分 重建更慢 低 A.与体外受精不同,自然受精的精子在睾丸内成熟并完成获能 B.与②③不同,①必须将早期胚胎移植给受体才能获得后代 C.母源的染色质比父源的染色质更容易实现结构的重建 D.只需公猪便可进行孤雄生殖,其胚胎存活率受染色质结构重建的速率影响 答案 C 解析 自然受精时,精子是在睾丸内产生,刚刚排出的精子不能立即与卵子受精,必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力,A错误;①体外受精技术获得的胚胎,和②③孤雌/孤雄生殖获得的胚胎一样,都需要移植给受体才能获得后代,B错误;分析表格,在桑葚胚时,孤雌胚胎和孤雄胚胎的染色质特殊区域都能进行部分重建,但孤雄生殖重建速率比孤雌生殖更慢,说明母源的染色质比父源的染色质更容易实现结构的重建,C正确;孤雄生殖是去核后体外受精,即M 期卵母细胞去核后与精子融合,因此孤雄生殖也需要雌性提供卵母细胞,D错误。 9.(2026 清远一中、茂名一中摸底)近日,在甘肃岷县我国科研人员通过胚胎移植技术利用白胡羊成功孕育出国家濒危岷县黑裘皮羊。此技术的成功应用,开创了我国珍稀地方绵羊资源的保存先例。下列叙述正确的是( ) A.需要选择遗传性状优良的健康白胡羊进行超数排卵处理 B.将精子置于获能液中培养,使其获得能量后进行体外受精 C.受精卵发育至桑葚胚阶段,细胞总数和胚胎总体积均增加 D.将供体胚胎冷冻保存,则供体和受体不需要同期发情处理 答案 D 解析 据题意“通过胚胎移植技术利用白胡羊成功孕育出岷县黑裘皮羊”,说明岷县黑裘皮羊为供体,需要进行超数排卵处理,白胡羊为受体(接受胚胎),其处理为同期发情处理,A错误;精子获能是将精子培养在人工配制的获能液中使其获得受精能力,而非获得能量,B错误;桑葚胚阶段的细胞总数增加,但胚胎总体积并未增加,C错误;冷冻保存的胚胎在移植时,受体需与胚胎发育阶段同步(如发情周期对应天数),不需要与供体同期发情处理,D正确。 10.(2025 东莞、揭阳、韶关质检)女性随着年龄增长,卵巢储备功能下降,受孕概率随之降低。研究团队以某种动物为实验对象,研究了不同促排卵方案的助孕效果,下列叙述正确的是( ) 方案 Gn使用 天数/d Gn用 量/U 可用胚胎 数/个 优质胚胎 数/个 妊娠率 方案一 9.01 3 342.85 2.86 1.92 17.11% 方案二 8.32 2 135.24 2.75 1.85 35.62% 方案三 6.35 1 403.87 1.79 1.30 16.92% 注:Gn指促性腺激素。 A.方案一可能会抑制垂体的分泌功能 B.方案一和方案二的助孕效果相当 C.获得的卵母细胞应立即与精子受精 D.检查合格的胚胎直接移植入代孕受体 答案 A 解析 Gn为促性腺激素,方案一注射促性腺激素较多,会促进性腺分泌较多的性激素,由于存在负反馈调节作用,较多的性激素可能会抑制垂体的分泌功能,A正确;分析表格可知,方案一和方案二的可用胚胎数和优质胚胎数相近,但方案二妊娠率更高,因此方案二助孕效果更好,B错误;受精前的准备阶段,卵母细胞需要发育到减数分裂 中期,才能与获能的精子受精,C错误;发育到桑葚胚或囊胚阶段的合格胚胎才能被移植到代孕受体,D错误。 11.体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施,该技术还可为胚胎移植提供可用的胚胎。下列关于体外受精和胚胎移植的叙述,错误的是( ) A.精子入卵后细胞膜会迅速发生生理反应,阻止其他精子进入卵细胞 B.在精子的刺激下,卵子完成减数分裂 ,排出第二极体后形成雌原核 C.“设计试管婴儿”利用了体外受精技术、胚胎移植技术和遗传学诊断技术 D.对奶牛胚胎进行分割时,应选择发育良好、形态正常的原肠胚进行均等分割 答案 D 解析 对奶牛胚胎进行分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行均等分割,D错误。 12.(2026 中山烟州中学月考)荒漠猫是我国特有的濒危猫科动物,自然繁殖率低。科学家利用家猫作为代孕母体,培育克隆荒漠猫,研究过程如图所示。下列叙述正确的是( ) A.应将荒漠猫成纤维细胞置于5%O2的气体条件下培养 B.进行过程①和过程④时的卵母细胞均需培养至减数分裂 中期 C.过程②可采用电融合法,过程③可添加蛋白酶合成抑制剂用于激活重构胚 D.滋养层可发育成胎膜和胎盘的一部分,不会影响内细胞团的发育 答案 C 解析 动物细胞培养时,通常将细胞置于含95%空气(提供氧气)和5%CO2(维持培养液pH)的混合气体条件下培养,A错误;进行过程①和过程④时的卵母细胞均需培养至减数分裂 中期,才具备受精能力,B错误;过程②可通过电融合法使供体细胞和去核的卵母细胞融合,供体核进入卵母细胞,形成重构胚,过程③是激活重构胚,可用物理或化学方法,如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,C正确;滋养层可发育成胎膜和胎盘的一部分,内细胞团发育成胎儿的各种组织,滋养层会为内细胞团的发育提供支持等,会影响内细胞团发育,D错误。 13.(2025 广东六校二联)上海交通大学医学院某研究团队利用基因编辑技术,对小鼠卵母细胞的7个甲基化印记控制区域进行DNA 甲基化重写,并将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞中, 成功创造了孤雌生殖的小鼠,操作过程见图。下列叙述错误的是( ) A.上述甲基化重写没有改变小鼠体内的遗传信息 B.移植后的囊胚进一步扩大,会导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来 C.孤雌小鼠一定为雌性 D.孤雌小鼠的诞生过程没有精子参与,其基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同 答案 B 解析 上述甲基化重写属于表观遗传现象,没有改变DNA的序列,则小鼠体内的遗传信息不会改变,A正确;囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,而不是滋养层破裂,B错误;根据题意,“孤雌小鼠”由两个生殖细胞(修饰后的次级卵细胞和另一个卵子的极体)结合后发育形成,性染色体组成为XX,所以为雌性,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂(发生基因重组,也可能发生基因突变),将导致两个生殖细胞结合后的“孤雌小鼠”的基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,C、D正确。 二、非选择题 14.(16分)近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如图所示。请回答下列问题: (1)若过程①代表体外受精,黑熊a通过超数排卵获得的细胞必须培养到_期,从黑熊c采集到的精子需要进行_处理才具备受精能力。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是_。 (2)d受体雌性在接受胚胎之前,需要进行_处理。胚胎移植的优势是_ _(答出一点即可)。 (3)过程②普遍使用的方法是通过_得到无核的卵母细胞。最终f的遗传物质来自_。 (4)为了获得更多的胚胎,可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割,对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将_。 答案 (1)M 获能 透明带反应;卵细胞膜反应 (2)同期发情 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;大大缩短了供体本身的繁殖周期;使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍 (3)显微操作 黑熊a和黑熊b (4)内细胞团均等分割 15.(16分)近日,我国科学家率先在猪胚胎中成功培育出人—猪嵌合中期肾脏结构,培育过程中利用胚胎与多能干细胞(PSCs)互补技术。在大型动物体内产生人类器官(种间嵌合体),为器官移植开辟了一条新途径。人—猪嵌合中期肾脏培育流程如图所示。回答下列问题: (1)制备肾脏缺陷的猪胚胎。SIX1和SALL1基因在猪中肾和后肾中均有表达。在猪胎儿成纤维细胞中_(填“插入”或“敲除”)SIX1基因后,将细胞核注入去核卵母细胞中得到体外重组细胞,将体外重组细胞培养至_阶段后移植到代孕母猪中,再从胚胎中分离出成纤维细胞,进一步对SALL1基因进行相同处理,制备出肾脏缺陷的猪胚胎。对受体卵母细胞去核的目的是_。 (2)制备4CL/N/B诱导多能干细胞(iPSCs)。体外培养多能干细胞的过程中,细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为_。 (3)制备人源化猪肾脏。将共计1 820个注射了DsRed标记的4CL/N/B iPSCs胚胎转移到13只受体猪体内,在胎龄28天收集到三个正常胚胎,胚胎移植前可通过_技术产生同卵多仔后代,提高胚胎利用率。免疫荧光检测显示,DsRed标记的细胞仅出现在嵌合体胚胎的_区域。 (4)检测。为确认4CL/N/B iPSCs的嵌合性,利用PCR技术检测是否存在DsRed转基因,经电泳后得到预期条带如图,在图中将对应位置的条带涂黑。获得的人—猪嵌合肾脏仍然带有猪血管,若移植到患者体内会存在_等问题,要克服这个问题,需要更加复杂的基因工程,才能使人—猪嵌合肾脏适合移植给人类。 答案 (1)敲除 桑葚胚(或囊胚) 确保重组细胞的核遗传物质均来自供体核(或去除受体细胞原有的核遗传信息,使新核DNA控制胚胎发育) (2)接触抑制 (3)胚胎分割 肾脏 (4)如图 免疫排斥 解析 (1)由于SIX1和SALL1基因在猪中肾和后肾中均有表达。要制备肾脏缺陷的猪胚胎,则在猪胎儿成纤维细胞中敲除SIX1基因后,将细胞核注入去核卵母细胞中得到体外重组细胞,将体外重组细胞培养至桑葚胚(囊胚)阶段后移植到代孕母猪中,再从胚胎中分离出成纤维细胞,进一步对SALL1基因进行相同处理,制备出肾脏缺陷的猪胚胎。为确保重组细胞的核遗传物质均来自供体核(或去除受体细胞原有的核遗传信息,使新核DNA控制胚胎发育),要对受体卵母细胞去核。(4)由于DsRed标记的细胞仅出现在嵌合体胚胎的肾脏区域,经电泳后得到预期条带在嵌合体中都存在。获得的人—猪嵌合肾脏仍然带有猪血管,若移植到患者体内会存在免疫排斥等问题,要克服这个问题,需要更加复杂的基因工程,才能使人—猪嵌合肾脏适合移植给人类。 学科网(北京)股份有限公司 $