专题19-胚胎干细胞应用-从胚胎工程技术中溯源(解析版)

专题19胚胎干细胞应用，从胚胎工程技术中溯源考向一胚胎工程【母题来源】2022年全国甲卷【母题题文】某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是____________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是___________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到___________时才具备与精子受精的能力。(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有___________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是___________。[答案](1)

冷冻保存

刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力

肝素或钙离子载体A23187

MⅡ中期(2)维生素、氨基酸、核苷酸(3)对受体母羊进行发情处理，合适的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫【试题解析】试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。(1)精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期(MⅡ中期)才能具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。【命题意图】本部分内容以选考的形式出现，2道选考题，考生任选1道做答，对学生能力的考查主要是识记和理解，难度不大。考查的重点知识为体外受精和早期胚胎培养、结合生产生活中实际，利用多种工程共同解决的类型比较常见。【命题方向】在对选修3的考查中，胚胎工程是重要考点之一，考查的内容为：体内受精和早期胚胎发育，体外受精和早期胚胎培养，胚胎工程的应用及前景，胚胎分割。主要涉及克隆动物，胚胎移植等问题。展望2023年高考生物试题呈现会结合科技前沿（解决不孕不育）考查胚胎工程的相关知识，也可能结合前面的基因工程和细胞工程一起。考查学生的信息获取能力和知识的综合运用能力的考查为主。【得分要点】一、体内受精和早期胚胎发育1．精子与卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体2．受精：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。(1)场所：雌性的输卵管内。(2)过程：①准备阶段：精子获能：正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。卵子的准备：卵子在输卵管内进一步成熟，达到MⅡ中期时才具备与精子受精的能力。②哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合。获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应使顶体内的酶释放出来。在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称做透明带反应，它是防止多个精子进入透明带，引起多精子入卵受精的第一道屏障。精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，这种生理反应称做卵细胞膜反应。这是防止多精人卵受精的第二道屏障。受精标志和受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。3．早期胚胎发育1．场所：雌性动物的输卵管。2．过程和特点二、体外受精和早期胚胎培养1．体外受精用化学诱导法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。2．胚胎的早期培养(1)培养的目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。(2)培养液成分：两盐(无机盐、有机盐)、两素(维生素、激素)、两酸(氨基酸、核苷酸)及血清等物质。(3)胚胎去向：向受体内移植或冷冻保存。三、胚胎工程的应用及前景1．胚胎移植：将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。(2)实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。这样胚胎本身的遗传物质并不发生改变，保持原有的优良性状。(3)生理学基础生理学基础作用移入排卵后供、受体生殖器官的生理变化相同为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境收集早期胚胎处于游离状态为胚胎的收集提供了可能存活受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内的存活提供了可能遗传性供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响为移植后胚胎的继续发育提供了保障(4)基本程序巧记胚胎工程操作的“4个两”①精子的两种获能处理方法：培养法和化学诱导法。四、胚胎分割1．胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪。(1)理论基础：早期胚胎细胞的全能性。(2)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。(3)实质：通过无性繁殖或克隆增加后代数量。(4)要求：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．哺乳动物的胚胎干细胞（embryonicstemcel）简称ES或EK细胞，(1)形态方面：体积小、细胞核大、核仁明显。(2)功能方面：具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(3)体外培养：可以增殖而不发生分化。可以冷冻保存，也可以进行遗传改造。3．胚胎干细胞的培养流程1．(2022·福建漳州·一模)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，下图中a，b、c表示现代工程技术，①、②、③分别对应其结果，下列叙述错误的是(

)A．动物细胞培养过程遗传物质可能发生改变B．若①是克隆牛，则a技术可表示体细胞核移植C．若②试管动物，则b技术可表示动物细胞融合D．若③是乳腺生物反应器，则c技术需要特殊的基因调控元件[答案]C．[解析]A、动物细胞培养过程，细胞不断分裂，可能会发生基因突变等，故动物细胞培养过程遗传物质可能发生改变，A正确；B、培养克隆动物，先要利用细胞核移植技术培养出重组胚胎，再利用胚胎移植技术将重组胚胎移植到代孕母体，因此，若①是克隆牛，则需要用到体细胞核移植技术，B正确；C、若②是试管动物，则需要用到体外受精技术，而不需要动物细胞融合，C错误；D、若③是乳腺生物反应器，则需要通过转基因技术，将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等特殊的基因调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，D正确。故选C。2．(2022·广东·华南师大附中模拟预测)如图为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简要过程，相关叙述不正确的是(

)A．嵌合鼠的培育依据的原理是细胞全能性B．过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带C．过程②中可利用聚乙二醇诱导卵裂球细胞发生融合D．过程③操作前需对多只代孕母鼠进行同期发情处理[答案]C．[解析]A、嵌合鼠的培育是将嵌合胚胎培育为完整个体，依据的原理是细胞全能性，A正确；B、过程①中为实现早期胚胎的嵌合，需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带，B正确；C、过程②不需要诱导卵裂球细胞发生融合，C错误；D、过程③操作前需对多只代孕母鼠进行同期发情处理，以保证受体与供体的生殖器官的生理变化是相同的，D正确。故选C。3．(2022·江苏·高邮市第一中学模拟预测)胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示。下列分析正确的是()A．从良种公牛体内获得的精子可以直接与获能的卵细胞结合受精B．早期囊胚a、b、c基因型相同，但发育得到的个体表现型不一定相同C．d可直接移植给受体，得到小牛的途径属于有性生殖D．胚胎移植时因代孕牛几乎对胚胎无免疫排斥，因此无需使用免疫抑制剂[答案]D．[解析]A、从良种公牛体内获得的精子在体外获能后才可以与培养到MII期的卵母细胞结合受精，A错误；B、据图可知，三种早期囊胚由不同受精卵发育而来，故a、b、c细胞核中的遗传物质不一定相同，B错误；C、d是经过胚胎分割形成的两个健康的胚胎，可直接移植给受体，该过程属于无性生殖，C错误；D、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D正确。故选D。4．(2022·山东潍坊·模拟预测)我国科学家利用基因编辑技术，获得一只生物节律核心基因BMAL1敲除的猕猴。用高精度工具去除该猴卵母细胞的细胞核，再与成纤维细胞融合，将发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，获得5只克隆猴，用于研究生物节律机制。以下叙述错误的是(

)A．卵母细胞去核的方法是显微注射法，还可以用紫外光短时间照射等方法B．胚胎体外培养过程不需要利用相关技术去除早期胚胎外的透明带C．重组胚胎需要用物理或化学方法激活，使之完成细胞分裂和发育进程D．早期胚胎植入代孕雌猴前，可用分割针平均分割处理提高胚胎利用率[答案]A．[解析]A、MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，通过显微操作(而非显微注射)去核法去除卵母细胞核时一并吸出，也可采用紫外光短时间照射、化学物质处理等手段，A错误；B、动物胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，胚胎体外培养过程不需要利用相关技术去除早期胚胎外的透明带，B正确；C、为使重组胚胎完成细胞分裂和发育进程，需要用物理或化学方法激活重组胚胎，C正确；D、早期胚胎植入代孕雌猴前，可用分割针平均分割处理提高胚胎利用率，该过程中若选用囊胚期的胚胎，需要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，D正确。故选A。5．(2022·山东省实验中学模拟预测)采用CRISPR／Cas9基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因定点插入受精卵的Y染色体上，获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野生型雌性小鼠体外受精后，通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是(

)A．该转基因小鼠的精子与野生型雌性小鼠的卵母细胞要分别进行成熟培养和获能处理B．可观察到绿色荧光的胚胎应为雄性小鼠胚胎C．早期胚胎通过胚胎分割这一无性繁殖技术可获得更多遗传性状相同的个体D．分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠[答案]A．[解析]A、体外受精时对精子要进行获能的处理，卵母细胞也需要培养至减Ⅱ中期才能进行受精作用，A错误；B、通过基因编辑技术将Y染色体用绿色荧光蛋白基因标记，通过观察早期胚胎的荧光，能表达EGFP的个体含有Y染色体，即为雄性小鼠胚胎，B正确；C、早期胚胎通过胚胎分割和胚胎移植，可获得更多遗传性状相同的个体，该过程属于无性繁殖，C正确；D、分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，可获得大量的转基因小鼠，D正确。故选A。6．(2022·湖北·荆门市龙泉中学一模)下列有关胚胎工程的说法正确的是(

)A．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异B．精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能C．胚胎移植技术能充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力D．对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植[答案]B．[解析]A、经胚胎分割得到的个体遗传物质相同，但它们的个体形态等性状表现还会受到环境的影响，不会完全没有差异，A错误；B、精子获能培养需要用到动物细胞培养技术，除了合适的培养基成分、无菌无毒外还需要适宜的pH、温度和气体条件，B正确；C、胚胎移植技术能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，C错误；D、对冲卵获得的早期胚胎应培养到桑椹胚或者囊胚阶段，检查合格后才能移植，D错误。故选B。7．(2022·江苏常州·模拟预测)下列关于胚胎工程的叙述，正确的是(

)A．采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精B．经胚胎移植的后代，其遗传特性与受体保持一致C．要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应D．进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力[答案]D．[解析]A、从卵巢中采集的卵母细胞需要经过培养成熟后才能与获能的精子结合，完成受精过程，而不是可直接与获能的精子结合，A错误；B、经胚胎移植的后代，其遗传主要来自供体，因此遗传特性与供体保持一致，B错误；C、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，因此胚胎移植过程中，不需要对供体和受体进行免疫检查，C错误；D、胚胎移植的优点是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短了雌性动物的繁殖周期，D正确。故选D。8．(2022·天津市新华中学一模)我国科学家首次进行了大熊猫异种克隆的科学研究工作。他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞之中，并使其成功发育成囊胚，标志着异种核质相容的问题得到解决，异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”；然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母体”。下图是该研究的理论流程图。下列说法正确的是(

)A．囊胚的内细胞团细胞属于iPS细胞B．步骤甲的供体和步骤乙的受体需要同期发情处理C．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞D．步骤甲、乙分别是指大熊猫体细胞核移植、胚胎收集[答案]C．[解析]A、囊胚的内细胞团细胞是早期干细胞的来源之一，全能性高于iPS细胞，故囊胚的内细胞团细胞不属于iPS细胞，A错误；B、步骤乙需要进行同期发情处理，甲不需要，B错误；C、诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺，C正确；D、步骤甲和步骤乙分别是指核移植技术和胚胎移植，D错误。故选C。9．(2022·湖北武汉·二模)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。首先用激素促进良种母牛超数排卵，然后进行体外受精和培育，最后把胚胎植入受体母牛子宫内，孕育出良种小牛。下列分析错误的是(

)A．对供体母牛和受体母牛需进行同期发情处理B．精子需在含有肝素的培养液中培养以获得受精能力C．将囊胚进行分割后移植可获取更多良种牛D．运用胚胎移植技术培育的良种牛属于克隆动物[答案]D．[解析]A、为保证受体牛与供体牛具有相同的生理基础，需要对供体和受体母牛进行同期发情处理，A正确；B、精子需在含有肝素的培养液中培养以获得受精能力，该步为精子的获能处理，B正确；C、将囊胚进行分割后移植，每个分割后的组织均能发育为一头良种牛，可获取更多良种牛，C正确；D、试管牛的培育主要采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，没有采用核移植技术，因此不属于动物克隆范畴，D错误。故选D。10．(2022·山东济南·三模)研究发现，小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷，只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型，但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是(

)A．将2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使2细胞融合，可得到一个含四个染色体组的细胞B．嵌合体中的ES具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织C．嵌合体胚胎发育至原肠胚时需移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育D．嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同[答案]A．[解析]A、正常小鼠是二倍体，所以两个2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使细胞融合，可得到一个含四个染色体组的细胞，A正确；B、嵌合体中的ES具有自我更新能力，很难分化形成胎盘，可分化为处胎盘以外的所有细胞类型，B错误；C、嵌合体胚胎发育至桑椹胚或囊胚期再移植入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育，C错误；D、四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿，可得到ES小鼠，其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织，所以嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型相同，D错误。故选A。11．(2022·辽宁·沈阳二中模拟预测)精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，下图表示用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是(

)A．①过程需将成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理B．②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自于父母双方C．③过程有一段时间是在透明带内进行分裂，这种受精卵的早期分裂称为孵化D．④过程需要对受体母鼠用相关激素进行同期发情处理[答案]D．[解析]A、①过程需将成熟的精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能，A错误；B、②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自于父母双方和外源基因，B错误；C、③为早期胚胎培养过程，胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为卵裂期，而孵化是指胚胎从透明带中伸展出来的过程，C错误；D、胚胎移植时，需对供体和受体使用激素进行同期发情处理，以保证胚胎移植入相同的生理环境，D正确。故选D。12．(2022·湖北·宜昌市夷陵中学模拟预测)在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理，具体培育流程如下图所示。下列说法不正确的是(

)A．去核时使用的梯度离心、紫外光照射和化学物质处理等方法都没有刺破透明带或卵母细胞质膜B．卵母细胞在去核环节实际操作中被去除的不是核膜包被的细胞核，而是纺锤体-染色体复合物C．组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都不利于重构胚的分裂和发育D．为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研，可用机械方法将早期胚胎切割成2份或4份后再进行胚胎移植[答案]C．[解析]A、采用梯度离心，紫外光短时间照射、化学物质处理等方法去除细胞核。这些方法都是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下实现细胞核的去除或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核的目的，A正确；B、将卵母细胞培养到中期Ⅱ后进行去核操作，此时细胞核退化，出现的是纺锤体和染色体复合物，去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体和染色体结构，B正确；C、研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它，即将组蛋白去甲基化和增加乙酰化，有利于重构胚的分裂和发育，使其完成细胞分裂和发育进程，C错误；D、为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研，可用机械方法将早期胚胎均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植，D正确。故选C。13．(2022·江苏盐城·三模)我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远亲物种创造出世界首例异源二倍体胚胎干细胞(AdESCs)，具体流程如下图。下列有关叙述错误的是()A．该项技术能突破生殖隔离获得哺乳动物远亲物种的杂种细胞B．AdESCs的获得涉及动物细胞融合技术和早期胚胎培养技术等C．AdESCs的染色体数目与大鼠—小鼠体细胞融合的杂种细胞的相同D．图中囊胚中的所有细胞都不存在同源染色体[答案]C．[解析]A、图示是将大鼠、小鼠的单倍体胚胎干细胞诱导融合形成AdESCs，说明该项技术能突破生殖隔离获得哺乳动物远亲物种的杂种细胞，A正确；B、图示将生殖细胞培养为单倍体囊胚利用了早期胚胎培养技术，将大鼠、小鼠的单倍体胚胎干细胞诱导融合形成AdESCs，利用了动物细胞融合技术，B正确；C、AdESCs的染色体是由大鼠、小鼠体细胞中各一半的染色体数组成的，而大鼠—小鼠体细胞融合的杂种细胞内的染色体是由大鼠、小鼠的体细胞内染色体数之和构成的，因此AdESCs的染色体数目与大鼠—小鼠体细胞融合的杂种细胞的不相同，C错误；D、根据题意“利用大鼠、小鼠两个远亲物种创造出世界首例异源二倍体胚胎干细胞(AdESCs)”，说明大鼠、小鼠的单倍体胚胎干细胞都只含一个染色体组，因此图中囊胚中的所有细胞都不存在同源染色体，D正确。故选C。14．(2022·天津南开·一模)小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关，H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，而对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是(

)A．克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因B．克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大C．H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育D．H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育[答案]C．[解析]A、通过分析可知，克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠，故克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因，A正确；B、实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大，B正确；C、H3K27me3印记基因敲除的实验组，克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明HBK27me3印记基因可促进胎盘的发育，C错误；D、H3K27me3印记基因可影响胎盘的发育，而胎盘是由滋养层细胞发育而来的，故其表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育，D正确。故选C。15．(2022·辽宁·一模)以下有关动物细胞工程和胚胎工程中所用技术操作与原理不相符的是(

)A．动物细胞培养——应用酶的专一性原理对所需材料用胰蛋白酶进行处理B．制备单克隆抗体——应用免疫学原理对实验鼠注射特定的抗原C．胚胎移植——应用细胞增殖原理对受体、供体母畜进行同期发情处理D．胚胎分割——因桑椹胚细胞一般具有全能性，常选取形态正常的桑椹胚进行移植[答案]C．[解析]A、动物组织间主要成分是蛋白质，动物细胞培养所需材料用胰蛋白酶处理，其原理是酶的专一性，A正确；B、制备单克隆抗体时需要对实验鼠注射特定的抗原应用了免疫学原理，目的是获得能产生抗体的B淋巴细胞，B正确；C、胚胎移植前对受体、供体母畜进行同期发情处理使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎植入受体后有相同或相似的生存条件，此技术应用激素原理而不是细胞增殖原理，C错误；D、桑椹胚细胞一般具有全能性，常选取形态正常的桑椹胚进行胚胎分割移植技术，D正确。故选C。16．(2022·辽宁·模拟预测)卵胞浆内单精子显微注射技术(ICSI)是通过显微操作技术将单个精子注射到卵母细胞的胞浆内，使精卵结合受精，并将受精卵体外培养形成早期胚胎移植入母体子宫内的一种较为精细、尖端的辅助生殖技术，以其高效性被广泛应用于生产、科研和医学的诸多领域。下列有关该技术的叙述中，错误的是(

)A．该技术所使用的卵母细胞需要培养到MⅡ期B．该技术主要解决了一些异常精子不能突破透明带这一屏障的问题C．体外培养的条件包括营养充足、温度和pH及气体环境适宜D．该技术中，用原肠胚移植成功的概率高于囊胚或桑椹胚[答案]D．[解析]A、该技术实际上是体外受精技术，与精子体外结合的卵母细胞要培养到MⅡ期才有结合的能力，A正确；B、该技术解决了因精子活力不足，而无法发生顶体反应穿过放射冠和透明带的问题，B正确；C、动物细胞体外培养需要保证营养充足、温度和pH及气体环境条件适宜等，C正确；D、原肠胚分化程度高于囊胚和桑椹胚，正常情况下原肠胚时期的胚胎已经和母体形成紧密的联系，不适合再进行胚胎移植，D错误。故选D。17．(2022·江苏连云港·二模)近日，我国研究团队利用一种新方法将人的多能干细胞在体外诱导转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞，类似于受精卵发育3天时的状态。下列说法正确的是(

)A．该胚胎样细胞处于囊胚期阶段，理论上可以进行胚胎分割并移植B．该成果将助力实现人体器官的体外再生，解决器官短缺，移植排斥反应等问题C．该研究涉及生殖性克隆，需通过伦理审查，严格遵循我国法规和伦理准则D．该过程中发生了细胞分化，体现了动物细胞核具有全能性[答案]B．[解析]A、由题可知，该胚胎样细胞类似于受精卵发育3天时的状态，故该胚胎样细胞处于卵裂期阶段，A错误；B、全能性的8细胞期胚胎样细胞具备发育成各种器官的能力，将助力实现人体器官的体外再生，解决器官短缺，移植排斥反应等问题，B正确；C、该研究属于治疗性克隆，不涉及生殖性克隆，C错误；D、该过程是由多能干细胞诱变为全能干细胞，没有发生细胞分化，也没有体现动物细胞核具有全能性，D错误。故选B。18．(2022·山东潍坊·一模)斑马鱼和人类基因有着87％的相似性，每条雌鱼每次排卵300枚左右，体外受精后胚胎发育同步性好，胚体透明且发育速度快，是科研上常用的模式脊椎动物之一。下列说法错误的是(

)A．用胶原蛋白酶处理斑马鱼胚胎的滋养层，可获得大量胚胎干细胞B．利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类C．斑马鱼的透明胚胎有利于观察药物对其体内器官发育的影响D．胚胎数量多、体外发育都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点[答案]A．[解析]A、胚胎干细胞是一类全能性细胞，囊胚期的细胞开始出现分化，其中内细胞团细胞具有全能性，而滋养层细胞不具有全能性，故处理斑马鱼胚胎的滋养层，不能获得大量胚胎干细胞，A错误；B、结合题意“斑马鱼和人类基因有着87％的相似性”，故利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类，B正确；C、斑马鱼的胚胎透明，有利于观察药物对其体内器官发育的影响，C正确；D、胚胎数量多(便于生物学统计)、体外发育(便于观察和操作)都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点，D正确。故选A。19．(2022·天津·一模)澳大利亚布里斯班一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示，图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法，正确的是(

)A．图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数第一次分裂的中期B．该卵子与2个精子受精，表明顶体反应和透明带反应未能阻止多精入卵C．若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，则细胞C含2个母系染色体组D．这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体可能不同[答案]D．[解析]A、图1两个精子进入一个卵细胞，是异常受精过程，发生在卵细胞的减数第二次分裂中期，A错误；B、阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵黄膜封闭作用而不是顶体反应，B错误；C、若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，C应该包含父系和母系染色体组各1个或包含两个父系染色体组，C错误；D、该姐弟来源于母亲的染色体是复制而来是相同的，来自于父亲的染色体由两个不同的精子提供，可能不同，D正确。故选D。20．(2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测)下列有关“克隆牛”和“试管牛”的说法，合理的是(

)A．培育过程中均需获取卵母细胞并培养至MⅡ期B．培育过程中均需获取精子并进行体外获能处理C．均需体外培养至囊胚或原肠胚阶段D．二者都可视为牛的无性生殖产物[答案]A．[解析]A、“克隆牛”的培育，一般要用卵细胞的细胞质；“试管牛”的培育需要精卵细胞相结合形成受精卵，故培育过程中均需获取卵母细胞并培养至MⅡ期，A正确；B、“克隆牛”的遗传物质来自供核方和供质方，故“克隆牛”不需要获取精子，B错误；C、“克隆牛”和“试管牛”均需要体外培养至桑葚胚或囊胚，不是原肠胚，C错误；D、“克隆牛”的培育属于无性繁殖技术，而“试管牛”体外受精的产物，属于有性生殖，D错误。故选A。21．(2022·江苏·模拟预测)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种具有不同功能的细胞，制备流程如图所示。下列相关叙述错误的是(

)A．用胰蛋白酶处理a处的细胞后可获得分散的胚胎干细胞B．欲提高胚胎的利用率，可用胚胎分割技术将a处细胞团均等分割C．为获得更多的囊胚，采用促性腺激素注射促进雄鼠产生更多的精子D．a处的细胞与b处的细胞的核基因相同，但mRNA有差异[答案]C．[解析]A、用胰蛋白酶处理a内细胞团处的细胞后可获得分散的胚胎干细胞，A正确；B、欲提高胚胎的利用率，可用胚胎分割技术，注意一定将内细胞团均等分割，B正确；C、为获得更多的囊胚，采用激素(促性腺激素)注射促进雌鼠产生更多的卵母细胞(超数排卵)，C错误；D、a为内细胞团细胞，b为滋养层细胞，a处的细胞与b处的细胞都是由受精卵分裂产生的，含有的基因相同，不同类型的细胞是基因选择性表达的结果，它们的mRNA有差异，D正确。故选C。22．(2022·浙江·安吉县高级中学模拟预测)研究人员将新霉素抗性基因(Neor)和绿色荧光蛋白(GFP)基因的双标记选择载体导入胎牛输卵管上皮细胞，获得转基因细胞株，并以转基因细胞为核供体，获得转基因牛。下列相关叙述正确的是(

)A．Neor基因和GFP基因的连接不需要限制性核酸内切酶B．观察早期胚胎的荧光筛选胚胎进行移植，移植时不能移植在输卵管以防输卵管堵塞C．转基因细胞株的培养液中含新霉素、葡萄糖、氨基酸、激素等物质D．核移植前应增加转基因细胞培养液中的血清浓度以提高动物克隆成功率[答案]C．[解析]A、Neor基因和GFP基因的连接需要限制性核酸内切酶获取相同的黏性末端，而后通过DNA连接酶的作用将二者连接，A错误；B、观察带有荧光的早期胚胎(囊胚期或桑椹胚)进行移植，为了保证成功率可移植多个胚胎，移植时能移植在输卵管，B错误；C、转基因细胞株的培养液中含新霉素、葡萄糖、氨基酸、激素等物质，该培养液具有选择作用，并同时选择带有荧光标记的转基因细胞核供体，C正确；D、若在核移植前增加转基因细胞培养液中的血清浓度可能会导致细胞失水死亡，从而不能达到提高动物克隆成功率的目的，D错误。故选C。23．(2022·山东·昌乐二中模拟预测)不孕不育症是人类面临的全球性问题，男性的无精症占不孕不育病例中的10%一15%。科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PC)诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代。下列叙述正确的是(

)A．PSC诱导形成精子的过程中，不会发生细胞染色体数目的变化B．步骤①只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合C．上述流程中利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术D．通过上述流程，可避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代[答案]C．[解析]A、小鼠多能干细胞(PC)诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代(染色体数目与体细胞相同)，说明诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的减半，A错误；B、为保证受精的成功，步骤①可加入多个分化出的精子，因为卵细胞受精后会发生相应的变化避免多精入卵，B错误；C、上述流程中包含的技术手段有动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术，C正确；D、上述流程，不能避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代，因为白化病和红绿色盲均是单基因遗传病，上述流程中没有对胚胎进行基因检测，因而无法避免，D错误。故选C。24．(2022·福建·上杭一中模拟预测)如图为体细胞克隆猴“中中”和“华华”的培育流程，为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理带来光明前景。下列叙述正确的是(

)A．过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，体现细胞膜的选择透过性B．过程②在培养基中加入的动物血清含有激发成纤维细胞核全能性表达的物质C．过程③进行同步发情处理，可降低代孕母猴对“中中”“华华”的免疫排斥反应D．与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物[答案]D．[解析]A、过程①将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，未体现细胞膜的选择透过性，A错误；B、在培养细胞时需在培养基中加入一定量的动物血清的作用是模拟内环境和补充未知的缺少的营养物质，激发成纤维细胞核的全能性的是卵细胞的细胞质中的物质，B错误；C、过程③进行同步发情处理，是为了为胚胎移入受体提供相同的生理环境，C错误；D、猴子与人类的亲缘关系比小鼠近，与模型小鼠相比，模型猴更适合于研究人类疾病的发病机理、研发诊治药物，D正确。故选D。25．(2022·黑龙江·一模)在体细胞克隆猴的培育过程中，我国科学家经过多年的反复试验，可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为：该研究的研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。注：Kdm4d为组蛋白去甲基酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，二者可以调节基因的表达，促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率。(1)采集卵子之前，需给母猴注射适量的_________________，以增加排卵。卵母细胞需培养到_________时期，再通过________________法去除细胞核，得到去核卵母细胞。(2)重构胚的发育类似正常的早期胚胎发育，培养液的成分除了有机盐、氨基酸、无机盐等营养物质以外，还需添加_____________。代孕母猴对移入子宫的重构胚______________________，这为胚胎在受体内的____________提供了可能。(3)①的实质是____________。胚胎分割可以增加胚胎数量，在对囊胚进行分割时要注意_____________。(4)评论者所说的培育过程中用到的“聪明的化学方法和操作技巧”，你认为具体体现在什么地方？_______________。[答案](1)

促性腺激素

减数第二次分裂中期

显微操作(2)

血清或血浆

不发生免疫排斥反应

存活(3)

早期胚胎在生理条件相同的条件下空间位置的转移

将内细胞团均等分割(4)“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注人了重构胚，这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率；“操作技巧”是指10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。[解析](1)用促性腺激素处理，能促使卵巢产生更多的卵细胞，使其超数排卵。卵母细胞培养到减数第二次分裂中期，含有激发细胞核全能性的物质，便于重组细胞的发育。(2)人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。代孕母猴对移入子宫的重构胚不发生免疫排斥反应，胚胎能够和受体建立生理和组织联系，正常发育。(3)①是胚胎移植，实质是早期胚胎在生理条件相同的条件下空间位置的转移。分割囊胚时要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)根据题意，“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注人了重构胚，这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率；“操作技巧”是指10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。26．(2022·四川内江·模拟预测)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)该基因工程的目的基因是____________________。通常要将目的基因与载体结合，而不是直接导入受体细胞，原因是____________________________。(2)步骤①中需要使用的工具酶有__________________、____________，步骤②所代表的操作是_________________。④过程的早期胚胎能成功移植到代孕母体子宫中的免疫学基础是____________________________。(3)与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器具有哪些优点___________________(答出1点即可)。(4)从上述流程可知，制备膀胱生物反应器涉及胚胎工程，在胚胎工程中所用到的主要技术有__________(答出2点即可)。[答案](1)

W基因

结合后的目的基因才能在受体细胞内维持稳定和表达(2)

DNA连接酶

限制性核酸内切酶

显微注射

代孕母体对外来胚胎不发生免疫排斥反应(3)动物一出生就可收集到产物；从雌雄个体的尿液中均可收集到产物(4)体外受精、胚胎移植[解析](1)该基因工程的目的基因是能控制合成蛋白质W的W基因。将目的基因与载体结合后再导入受体细胞中，目的基因才能在受体细胞内维持稳定和表达，故通常要将目的基因与载体结合，而不是直接导入受体细胞。(2)步骤①为基因表达载体的构建，需要使用的工具酶有DNA连接酶(基因的针线)和限制性核酸内切酶(基因的剪刀)，步骤②用显微注射的方法将重组表达载体导入受精卵中。④为早期胚胎移植到代孕母体的子宫中，其免疫学基础是代孕母体对外来胚胎不发生免疫排斥反应，否则移植的胚胎不能存活。(3)“乳腺细胞生物反应器”只能从哺乳期雌性奶牛的乳汁中获取产物，与“乳腺细胞生物反应器”相比，“膀胱生物反应器”的优点是雌性和雄性奶牛的尿液中都可提取到产物，动物一出生就可收集到产物，不受性别、年龄和时间的限制。(4)从上述流程可知，制备膀胱生物反应器涉及胚胎工程，在胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术等。27．(2022·河北石家庄·模拟预测)2016年4月在墨西哥诞生了世界首个“三亲”婴儿，该“三亲”婴儿的主要培育过程如图所示。请根据所学内容，回答下列问题：(1)“三亲”婴儿方案主要是为了避免来自________________(填“甲”、“乙”或“丙”)细胞_____________(填细胞结构名称)内的致病基因传递给婴儿。(2)过程①通过______________技术，获得重组卵母细胞，过程②将其培养至______________(时期)以便与获能的精子受精。(3)过程③在显微镜下时，常以能观察到在卵细胞膜和透明带的间隙有_____________作为受精完成的标志。过程④的早期在细胞培养箱内需通入5%的CO2，其作用是______________。(4)对“三亲”婴儿的早期胚胎进行性别鉴定时，可以取囊胚期的_____________(填组织名称)细胞进行DNA分析。(5)请分析“三亲婴儿”和“多莉克隆羊”诞生技术的差别有哪些：_____________(至少答出一点)[答案](1)

甲

线粒体(或细胞质)(2)

核移植

减Ⅱ中期##减数第二次分裂中期(3)

两个极体

维持培养液pH值稳定(4)滋养层(5)①三亲婴儿核内遗传物质一半来自父方精子，一半来自母方卵细胞；克隆羊多莉的核内遗传物质只来自供体的体细胞细胞核(三亲婴儿是有性生殖，克隆羊多莉是无性生殖)；②三亲婴儿的DNA来自三个细胞；克隆羊多莉的DNA来自两个细胞；③克隆羊多莉采用体细胞的核移植技术，难度要高于三亲婴儿(至少答出一点，共2分；其他合理答案也可给分)[解析](1)在“三亲”婴儿方案中捐献者提供了去核的卵细胞，母亲提供卵母细胞的细胞核，两者融合后成为一个完整的卵母细胞；该方案可以避免来自母亲线粒体中的致病基因传给孩子，孩子的线粒体基因完全来自正常的捐献者。(2)过程①是通过核移植技术，获得重组卵母细胞，体外环境下应将其培养至减Ⅱ中期(减数第二次分裂中期)后方可进行受精作用。(3)精子和卵细胞受精作用完成的标志是显微镜下能看到细胞中出现两个极体；动物细胞培养过程中通入5%的CO2能维持培养液pH值稳定。(4)对早期胚胎进行性别鉴定时，可取用囊胚期的滋养层细胞进行相关遗传物质的