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38 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第十单元 第38讲 胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题
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第38讲 胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题
[目标要求] 1.简述胚胎形成经过受精及胚胎早期发育过程。2.简述胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。3.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。4.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。5.举例说出生物武器给人类带来的威胁。
考点一 胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程：指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
2．受精
(1)概念：精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程。
(2)场所：自然条件下，哺乳动物的输卵管内。
(3)过程
3．胚胎早期发育
(1)卵子形成过程中，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ是连续的( × )
(2)精子获能就是获得“能量”( × )
(3)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障( √ )
(4)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加( × )
(源于选择性必修3 P58“相关信息”)判断卵子是否受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核。
1．受精过程中的“两道屏障”
2．卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而胚胎一直呼吸消耗，有机物总量减少。
(2)细胞数目和体积：胚胎总体积并不增加，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。
(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
考向一 受精
1．下列关于精卵结合的叙述错误的是( )
A．哺乳动物受精过程中精子穿越透明带后，进入卵细胞膜
B．卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入
C．刚刚排出的精子，不能立即与卵子结合受精
D．在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜会发生生理反应，阻止其他精子进入
答案 D
解析 哺乳动物受精过程中精子需穿越透明带，进入卵细胞膜，A正确；卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入，B正确；刚刚排出的精子，不能立即与卵子结合受精，必须获能后才能获得受精能力，C正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会发生生理反应，阻止其他精子进入透明带，D错误。
2．如图为哺乳动物(2n)的卵原细胞进行减数分裂及之后的生理过程示意图，下列说法正确的是( )
A．细胞Ⅱ是初级卵母细胞，细胞内含有4个染色体组
B．图中减数分裂的整个过程都在卵巢中进行
C．处于减数分裂Ⅱ前期的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力
D．细胞Ⅳ卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂
答案 D
解析 由图中过程可知，细胞Ⅱ是初级卵母细胞，虽然染色体已复制，但染色体数目没有变化，所以细胞内仍为2个染色体组，A错误；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的，精子与卵子结合形成合子的过程称为受精，在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成，B错误；处于减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力，C错误；细胞Ⅳ为受精卵，其卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂，D正确。
考向二 胚胎早期发育
3．下列关于卵裂期的叙述，正确的是( )
A．细胞不断分裂，胚胎体积不断增大
B．卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大
C．卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA总量不断增加
D．卵裂需要消耗能量，有机物总量和种类都不断减少
答案 C
4．(2021·山东日照模拟)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．①过程发生同源染色体分离
B．②过程通过有丝分裂增殖
C．胚胎发育到③过程开始发生分化
D．处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
答案 A
解析 ①是受精作用，该过程中不会发生同源染色体分离，A错误；受精卵通过有丝分裂增殖，B正确；①～④过程中，③④过程都会发生细胞分化，③过程开始发生分化，C正确；囊胚期胚胎的内部出现了含有液体的腔，为囊胚腔，D正确。
考点二 胚胎工程技术及其应用
1．体外受精
(1)过程
卵母细胞的采集(培养至MⅡ期)
↓
精子的获取(要在体外进行获能处理)
↓
受精
(2)意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
2．胚胎移植
(1)概念：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。
(2)过程(以牛的胚胎移植为例)
(3)优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
教材中的隐性知识 (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)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是无性繁殖，即克隆。
(3)分割要求：在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意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)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；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。
(1)在胚胎移植中，对供体母畜要用促性腺激素进行超数排卵处理( √ )
(2)可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植( × )
(3)小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培养( √ )
(4)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂( × )
(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎( √ )
(6)对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割( × )
源于选择性必修3 P61～62“图2－23”和“思考·讨论”
(1)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。
(2)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。
1．胚胎移植中的四个注意点
两次激
素使用
第一次：用激素对供、受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
两次
检查
第一次：对收集的胚胎进行检查；
第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时
间不同
牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段移植；
小鼠、家兔培养到桑葚胚前移植；
几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植
繁殖
方式
胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；
胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖
2.“克隆羊”“试管羊”“转基因羊”的产生过程及分析比较
名称
产生过程
不同点
相同点
主要生
物技术
遗传
物质
遗传
性状
生殖
方式
克隆羊
动物体
细胞核
移植
技术
A羊核基因，B羊质基因
几乎全部表现A羊性状
无性生殖
都用到胚胎移植技术、动物细胞培养技术
试管羊
体外受精
A、B羊核基因，B羊质基因
双亲性状
有性生殖
转基
因羊
DNA重
组技术
目的基因、双亲基因
目的基因性状、双亲性状
有性生殖
考向一 体外受精
5．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是( )
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
答案 C
解析 给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵细胞，A错误；从卵巢中采集的卵母细胞要在体外进行成熟培养，然后才能与精子共同培养完成受精，B错误；一般情况下，获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，C正确；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的，D错误。
6．(2021·山东济南模拟)下列关于“试管牛”培养流程的叙述，正确的是(不定项)( )
A．过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子
B．过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核
C．大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应
D．移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响
答案 ABC
解析 过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵，即使其排出更多的卵子，A正确；过程②表示体外受精，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，B正确；胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的理论基础，C正确；“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传性状取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。
考向二 胚胎移植和胚胎分割
7．(2020·山东泰安高三联考)羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，其维生素及微量元素含量明显高于牛奶，并且长期饮用羊奶不会引起发胖。欲利用胚胎工程技术加快高产奶的萨能山羊的繁殖，下列说法正确的是( )
A．为使萨能母羊超数排卵，可在其饲料中添加适量的促性腺激素
B．卵裂期的细胞数量增加，但细胞的体积和细胞内有机物的种类会减少
C．为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术
D．生产上可选用原肠胚细胞进行性别鉴定
答案 C
解析 促性腺激素的本质是多肽，饲喂会被消化道中的消化酶分解，所以促性腺激素不能进行饲喂，A错误；卵裂期由于细胞分裂，细胞的数量增加，单个细胞体积有所减小，有机物由于消耗总量减少，有机物被分解或转化为其他物质，可能会导致有机物种类增加，B错误；在囊胚期取滋养层细胞做DNA分析，可鉴定性别，D错误。
8．(2020·河北百校联盟)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)试管牛的培育需要的工程技术有________________________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)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 (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)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)用促性腺激素处理供体母牛后，可使供体母牛超数排卵，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。(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，应取早期胚胎的滋养层细胞进行DNA分析。
考点三 生物技术的安全性与伦理问题
1．转基因成果
(1)基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域是对微生物的基因改造。
(2)转基因动物方面，科学家将生长激素基因、促生长激素释放激素基因等转入动物体内，培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜；转基因植物方面，目前已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。
(3)种植转基因植物面积较大的国家有美国、巴西、阿根廷、加拿大等；种植的转基因作物中大豆和玉米最多，其次是棉花和油菜。
(4)对转基因产品安全性的争论及理性看待转基因技术
①人们具有不同的价值观取向，因此对转基因技术就会产生不同见解。
②转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价。
2．关注生殖性克隆人
(1)生殖性克隆：指通过克隆技术产生独立生存的新个体。
(2)治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。
(3)我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
3．禁止生物武器
(1)种类：致病菌类、病毒类、生化毒剂类等。
(2)中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
(1)科学家将外源生长素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率( × )
(2)理性看待转基因技术，就是听之任之，不管不问( × )
(3)克隆人实验可能会存在流产率高、胎儿畸形率高等问题( √ )
(4)“设计试管婴儿”与“试管婴儿”技术没有什么不同( × )
(5)生物武器可通过吸入、误食、接触带菌物品，被带菌昆虫叮咬等侵入人体( √ )
(源于选择性必修3 P101“正文”)对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。
比较试管婴儿和设计试管婴儿
(1)试管婴儿和设计试管婴儿过程如图所示
(2)试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
项目
试管婴儿
设计试管婴儿
不
同
点
过程
无图中d过程
多出图中d过程
技术手段
无须进行遗传学诊断
进行遗传学诊断
应用
主要解决不孕
夫妇的生育问题
主要用于白血病、贫血症等遗传疾病的预测及治疗
相同点
二者都是体外受精、体外进行早期胚胎培养，再经过胚胎移植，从生殖方式上都为有性生殖
考向一 生物技术的安全性
9．下列关于转基因产品安全性的叙述中，错误的是( )
A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害
C．针对转基因技术，各个国家都制定了符合本国利益的法规和政策
D．目前对转基因产品安全性的争论主要集中在食用安全性上
答案 B
解析 对转基因食品只要求标注“转基因××”等字样，并没有在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，B项错误。
10．(2020·山东莱州一中高二月考改编)害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。回答下列问题：
(1)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析可能的原因是________________________________，玉米的花粉不能传递给杂草。
(2)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是________________________。但是，种植该转基因玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)有人对食用该转基因玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)针对转基因技术，我国的一贯方针是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)不同物种之间存在生殖隔离 (2)减少了农药使用对环境的污染 转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫 (3)该种转基因玉米的籽粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健康 (4)研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管
考向二 生物技术的伦理问题
11．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出，在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎植入女性子宫内发育成胎儿，该技术使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会。下列叙述正确的是( )
A．“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是无性生殖
B．如图所示时期是胚胎发育的囊胚期，1代表内细胞团，2代表囊胚腔，3代表滋养层
C．“试管婴儿”的形成用到的技术有人工授精、体内培养、核移植
D．“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者对人类的作用是相同的
答案 B
12．中国深圳的科学家贺建奎，在第二届国际人类基因组编辑峰会召开前一天宣布，一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改，使她们出生后即能天然抵抗艾滋病，成为世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿。根据材料，回答下列有关问题：
(1)卵子排出后要在________内进一步成熟达到____________________(填时期)才具备与精子受精的能力。
(2)为解决不孕夫妇的生育问题出现的试管婴儿与基因编辑婴儿的区别是
________________________________________________________________________。
(3)移植的胚胎能够存活的生理原因是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生____________反应。
(4)已有研究表明少数人由于辅助性T细胞表面缺少HIV的特异性受体天生能够抵抗艾滋病，这类人缺少此受体的根本原因是____________________________________________。
答案 (1)输卵管 MⅡ期 (2)试管婴儿培育过程中未改变精子和卵细胞的遗传物质，只是受精过程在体外；基因编辑婴儿改变了受精卵中的遗传物质 (3)免疫排斥 (4)缺少特异性受体的基因
解析 (1)精卵受精需要精子获能和卵子准备阶段，卵子需在输卵管进一步成熟至MⅡ期。(2)试管婴儿未改变精卵细胞的遗传物质，只是进行体外受精，而基因编辑婴儿选择性地改变了婴儿的某些基因。(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)受体的化学本质是蛋白质，基因决定性状。
1．核心概念
(1)(选择性必修3 P56)受精：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
(2)(选择性必修3 P58)卵裂：胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
(3)(选择性必修3 P58)孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。
(4)(选择性必修3 P61)胚胎移植：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。
(5)(选择性必修3 P62)胚胎分割：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。
2．教材结论性语句
(1)(选择性必修3 P58)在实际胚胎工程操作中，以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。
(2)(选择性必修3 P62)在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。
1．(2020·山东，14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )
A．用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B．体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
答案 C
解析 用促性腺激素处理雌性动物可以促使其超数排卵，A项正确；只有获能的精子才能进行受精作用，因此进行体外受精前，要对精子进行获能处理，B项正确；不同动物胚胎移植的时间不同，如牛、羊一般要培养到桑葚胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等可在更早的阶段移植，C项错误；遗传改造小鼠胚胎干细胞需要用到转基因等技术，D项正确。
2．(2020·江苏，23)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是(不定项)( )
A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
答案 ABC
解析 哺乳动物进行体外受精时很容易获得大量精子，因为自然状态下雄性哺乳动物产生的精子数量就很多，不容易大量获取的是卵细胞，因而通常需要用促性腺激素处理雌性哺乳动物，使其一次性产生更多的卵细胞，来培养更多的胚胎，A项错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，不改变基因的种类和数量，细胞a和细胞b内含有的核基因相同，B项错误；细胞培养过程中分散细胞时，用胰蛋白酶等处理组织，分散得到单细胞悬液，不是破坏了细胞的膜蛋白，而仅仅是分解掉细胞间的黏连蛋白，C项错误；动物细胞的培养需要使用CO2培养箱，D项正确。
3．(2018·江苏，10)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．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
答案 A
解析 胚胎工程中，通常采用注射激素的方法对良种母牛进行超数排卵处理，A正确；体外培养发育到桑葚胚期或囊胚期的胚胎即可进行移植，B错误；受体母牛对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以受体不需要使用免疫抑制剂，C错误；采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例很小，D错误。
4．(2020·全国Ⅲ，38)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____________________________。步骤②和③所代表的操作分别是________和________。步骤④称为__________。
(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____________(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________(填“相同”或“不同”)，原因是_________________________
________________________________________________________________________。
(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________________________________________________________________________
_____________________________________________________________(答出2点即可)。
答案 (1)限制性内切核酸酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植
解析 (1)构建基因表达载体时，需要用限制性内切核酸酶切割W基因和载体，再由DNA连接酶将两者连接起来。步骤②是将目的基因导入受体细胞，受体细胞为动物细胞(受精卵)时采用的是显微注射技术。步骤③是将受精卵在体外培养成早期胚胎，步骤④是将早期胚胎移植到代孕母体的子宫内。(2)乳腺生物反应器所选择的动物必须是雌性，而且需要发育到一定年龄才能分泌乳汁。膀胱生物反应器可以不受转基因动物的性别和年龄的限制。(3)由受精卵经有丝分裂和细胞分化发育形成的同一动物个体中，乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞等体细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同，但两种细胞中基因选择性表达。(4)结合题图可知该流程涉及的胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。
5．(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用______________处理，使其超数排卵，收集并选取处在________时期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用____________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自于______号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有______(填序号)。
①DNA测序
②染色体倍性分析
③体细胞结构分析
④抗原—抗体杂交
答案 (1)促性腺激素 MⅡ (2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 维持培养液的pH (3)分割 2 (4)①④
解析 (1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于MⅡ期。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为了判断目的基因是否被导入受体，可采用DNA分子杂交、DNA测序等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交法从分子水平进行检测。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2020·辽宁瓦房店高级中学期末)关于桑葚胚和囊胚的比较，下列叙述正确的是( )
A．桑葚胚的内细胞团将来可发育成胎儿的各种组织
B．囊胚的滋养层细胞具有发育的全能性
C．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的
D．囊胚的进一步扩大会导致透明带的破裂
答案 D
解析 内细胞团出现于囊胚期，桑葚胚没有内细胞团，A错误；囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，B错误；囊胚期细胞分化的实质是基因的选择性表达，C错误；囊胚的进一步扩大会导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来，D正确。
2．(2020·山东聊城一中高三月考)下列关于胚胎移植技术应用的叙述，错误的是( )
A．应用胚胎移植可大大缩短受体本身的繁殖周期
B．胚胎移植是胚胎工程的最后一道“技术工序”
C．胚胎移植技术还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用
D．胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力，相同时间内可得到较多的良种犊牛
答案 A
解析 胚胎移植可缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，但不能缩短受体本身的繁殖周期，A错误；胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用，B、C正确；对供体母牛施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经过移植可得到较多的良种犊牛，D正确。
3．下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，下列相关叙述正确的是( )
A．嵌合鼠的培育依据的原理是基因重组和细胞全能性
B．过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的滋养层
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 D
解析 由题图可知，将白鼠早期胚胎的卵裂球和黑鼠早期胚胎的卵裂球放在一起培养，可形成嵌合胚胎，嵌合胚胎发育至囊胚时移植到代孕母鼠体内继续发育，可分娩出嵌合鼠。嵌合鼠的培育依据的原理是细胞全能性，并没有进行基因重组，A错误；过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带，而滋养层属于早期胚胎囊胚的一部分，B错误；过程②是将白鼠早期胚胎的卵裂球和黑鼠早期胚胎的卵裂球放在一起培养，不需要诱导卵裂球细胞发生融合，C错误；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基本一致，D正确。
4．(2020·山东济南一中期中)供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是( )
A．防止受体牛不愿意接受胚胎
B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育
C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同
D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精的能力强
答案 B
解析 用激素进行同期发情处理的原因是使供、受体的生殖器官的生理状态相同，B正确。
5．(2020·山东微山二中第一次质量检测)在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期，未来发育为蝾螈下肢的部分移植到蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明( )
A．原肠胚末期已出现了组织和器官的形成
B．原肠胚末期开始出现细胞分化
C．原肠胚末期确定了细胞发育的方向
D．原肠胚末期的细胞开始具有了全能性
答案 C
解析 原肠胚末期组织和器官并未形成，但是已出现了细胞的分化，A错误；原肠胚末期之前，细胞已经开始分化，B错误；根据题干信息可知，原肠胚末期时细胞已确定了发育的方向，C正确；原肠胚末期的细胞移植后发育成特定的组织、器官，不能体现细胞的全能性，D错误。
6．小鼠的成纤维细胞经诱导可成为iPS细胞，为新型再生疗法带来希望。下列叙述正确的是( )
A．经诱导形成的iPS细胞增殖能力增强，分化能力减弱
B．分化后的细胞蛋白质种类和数量相同
C．iPS细胞属于成体干细胞
D．与囊胚内细胞团ES细胞相比，iPS细胞用于再生医学可回避伦理争议
答案 D
解析 经诱导形成的iPS细胞增殖能力增强，分化能力增强，A错误；由于基因的选择性表达，分化后的细胞蛋白质种类和数量可能会发生改变，B错误；iPS细胞不属于成体干细胞，C错误；ES细胞来源于早期胚胎，而早期胚胎本质上已算一个生命个体，iPS细胞来源于体细胞，因此与ES细胞相比，iPS细胞用于再生医学可回避伦理争议，D正确。
7．(2020·山东威海高三一模)CCR5是HIV入侵人体辅助性T细胞的主要辅助受体之一。有科学家为了使婴儿一出生就具有抵抗艾滋病的能力，通过基因编辑破坏了受精卵中的CCR5基因，该做法引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是( )
A．CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控
B．基因编辑技术有可能因编辑对象错误(脱靶)造成不可预知的后果
C．被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高
D．该技术虽然符合人类伦理道德，但可能存在潜在的安全风险
答案 D
解析 CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控，破坏CCR5基因后其他生理过程可能会受到影响，故会引起民众的担忧，A不符合题意；基因编辑技术有可能因编辑对象错误(脱靶)造成不可预知的后果，故会引起民众的担忧，B不符合题意；被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高，故会引起民众的担忧，C不符合题意；该技术不符合人类伦理道德，D符合题意。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
8．(2020·北京丰台高三期末改编)如表为不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间，依据下表分析正确的是( )
发育阶段
发育时间
(h)
动物种类
2细胞
4细胞
8细胞
16细胞
桑葚胚
进入子宫时受精卵的发育天数(天)
小鼠
24～38
38～50
50～60
60～70
68～80
3
牛
27～42
44～65
46～90
96～120
120～144
4～5
马
24
30～36
50～60
72
98～106
6
A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高
B．体外马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段
C．受精卵发育的阶段顺序为2细胞→4细胞→8细胞→16细胞→桑葚胚→囊胚
D．2－4－8－16细胞发育阶段进行的是有丝分裂
答案 ACD
解析 小鼠胚胎发育3天进入子宫，此时处于桑葚胚时期，牛胚胎发育4～5天进入子宫，此时处于16细胞时期，发育程度较低，故小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高，A正确；马胚胎发育6天进入子宫，此时处于囊胚期，故体外马胚胎移植到子宫时选择囊胚期，B错误。
9．(2020·山东滨州高三期末改编)原肠胚形成期被称为人体胚胎发育的“黑匣子”时期。研究人员利用胚胎干细胞，在实验室中制造出不能发育成完整胚胎的“拟原肠胚”模型，用来揭示和探究人类早期胚胎发育的过程。下列说法正确的是( )
A．滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘
B．利用核移植所得胚胎干细胞，可以诱导发育成适合移植的器官
C．对原肠胚进行胚胎分割，可以提高移植胚胎的利用率
D．该模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响
答案 ABD
解析 胚胎分割移植需要选择桑葚胚或囊胚，C错误。
三、非选择题
10．随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图回答下列问题：
(1)应用1中获得的良种小牛，遗传物质来源于______________个体，性别为____________。
(2)在应用2、3、4中，若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其__________。
(3)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将__________均等分割，否则将影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从__________细胞取样做DNA分析。
(4)应用4中细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中除需要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外，营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核苷酸，还要加入血清；向培养液中通入95%空气和5%二氧化碳，空气中的氧气参与细胞的代谢，二氧化碳可以维持培养液的_________。
答案 (1)供体1和供体2 雌性 (2)获能 (3)内细胞团 滋养层 (4)pH
11．(2020·河南名校联盟)随着“二孩”政策放开，众多高龄妇女“跃跃欲试”，试管婴儿技术为其愿望的实现提供了可能。如图为培育试管婴儿的大致流程图，据图回答下列问题：
(1)试管婴儿技术目前已经发展到了第三代，即需要在胚胎移植前对胚胎进行____________诊断，从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。第三代试管婴儿技术在使用时反对用于设计________________________。
(2)为了某些需要，需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个__________(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞，提取DNA 为模板；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作 __________，在耐高温的DNA聚合酶的催化作用下进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应的胚胎为男性。
(3)培育试管婴儿涉及的生物技术有______________________________(答出两点即可)等。
答案 (1)遗传学 婴儿性别 (2)滋养层 引物 (3)体外受精技术、胚胎移植技术、动物细胞培养技术
12．(2020·陕西省宝鸡中学高三第二次模拟)单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛，濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝，但在人类活动区会有驯养)。近些年，在我国干燥、缺水的戈壁无人区，科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示的研究。请回答下列问题：
(1)胚胎工程中一般采用______________处理A使其超数排卵。若①是体外受精，需要提供发育至________期的卵子和________的精子。②过程通过显微操作去除受体卵子细胞核的目的是使重构胚的核遗传物质____________________________。
(2)过程③之后需要将获得的重构胚激活，使其在适宜的培养液中培养至桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，欲获得更多的胚胎可进行____________操作。
(3)胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础为_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)与F相比，E更具有多样性，其原因是E是有性生殖后代，其亲代减数分裂过程中会发生____________。
答案 (1)促性腺激素 MⅡ 获能 完全来自供体B驯养单峰骆驼 (2)胚胎分割 (3)受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 (4)基因重组
解析 (1)采用促性腺激素处理A使其超数排卵。刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，精子获能后才具有受精能力，而卵子需要培养到MⅡ期才具备与精子受精的能力。②过程通过显微操作去除受体卵子细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自供体B驯养单峰骆驼。(2)欲获得更多的胚胎可进行胚胎分割操作，借助胚胎移植技术产生遗传物质相同的后代。(3)胚胎能在D受体雌性体内存活，是因为同种动物供、受体生殖器官生理变化相同，受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，供体胚胎可与受体的子宫建立正常的生理联系，且遗传特性不受受体的影响。(4)E为有性生殖的后代，其亲代在减数分裂过程中会发生基因重组。
13．治疗性克隆一般是先从需要救治的病人身上提取一个细胞，然后将该细胞的遗传物质置于一个去除了细胞核的卵细胞中，该卵细胞开始自行分裂，直至形成一个早期胚胎，从这个早期胚胎中即可提取胚胎干细胞，胚胎干细胞经过相应的技术处理，便可发展成遗传特性与病人完全吻合的细胞、组织或器官。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请回答：
(1)相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果却各种各样，有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，其根本原因是_________________________________________________。
(2)③构建的重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在__________________期，从细胞水平上看，卵裂的分裂方式是________________。
(3)治疗性克隆所用的主要技术是__________________和胚胎干细胞培养，要想获得基因型完全相同的胚胎，可采用______________技术。
(4)治疗性克隆解决了临床上________________和______________的问题。
答案 (1)基因的选择性表达 (2)囊胚 有丝分裂 (3)核移植 胚胎分割 (4)供体器官不足 免疫排斥反应
第38讲 胚胎工程和生物技术的安全性与伦理问题
[目标要求] 1.简述胚胎形成经过受精及胚胎早期发育过程。2.简述胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。3.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。4.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。5.举例说出生物武器给人类带来的威胁。
考点一 胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程：指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
2．受精
(1)概念：精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程。
(2)场所：自然条件下，哺乳动物的输卵管内。
(3)过程
3．胚胎早期发育
(1)卵子形成过程中，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ是连续的( × )
(2)精子获能就是获得“能量”( × )
(3)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障( √ )
(4)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加( × )
(源于选择性必修3 P58“相关信息”)判断卵子是否受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核。
1．受精过程中的“两道屏障”
2．卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而胚胎一直呼吸消耗，有机物总量减少。
(2)细胞数目和体积：胚胎总体积并不增加，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。
(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
考向一 受精
1．下列关于精卵结合的叙述错误的是( )
A．哺乳动物受精过程中精子穿越透明带后，进入卵细胞膜
B．卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入
C．刚刚排出的精子，不能立即与卵子结合受精
D．在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜会发生生理反应，阻止其他精子进入
答案 D
解析 哺乳动物受精过程中精子需穿越透明带，进入卵细胞膜，A正确；卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入，B正确；刚刚排出的精子，不能立即与卵子结合受精，必须获能后才能获得受精能力，C正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会发生生理反应，阻止其他精子进入透明带，D错误。
2．如图为哺乳动物(2n)的卵原细胞进行减数分裂及之后的生理过程示意图，下列说法正确的是( )
A．细胞Ⅱ是初级卵母细胞，细胞内含有4个染色体组
B．图中减数分裂的整个过程都在卵巢中进行
C．处于减数分裂Ⅱ前期的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力
D．细胞Ⅳ卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂
答案 D
解析 由图中过程可知，细胞Ⅱ是初级卵母细胞，虽然染色体已复制，但染色体数目没有变化，所以细胞内仍为2个染色体组，A错误；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的，精子与卵子结合形成合子的过程称为受精，在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成，B错误；处于减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力，C错误；细胞Ⅳ为受精卵，其卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂，D正确。
考向二 胚胎早期发育
3．下列关于卵裂期的叙述，正确的是( )
A．细胞不断分裂，胚胎体积不断增大
B．卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大
C．卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA总量不断增加
D．卵裂需要消耗能量，有机物总量和种类都不断减少
答案 C
4．(2021·山东日照模拟)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．①过程发生同源染色体分离
B．②过程通过有丝分裂增殖
C．胚胎发育到③过程开始发生分化
D．处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
答案 A
解析 ①是受精作用，该过程中不会发生同源染色体分离，A错误；受精卵通过有丝分裂增殖，B正确；①～④过程中，③④过程都会发生细胞分化，③过程开始发生分化，C正确；囊胚期胚胎的内部出现了含有液体的腔，为囊胚腔，D正确。
考点二 胚胎工程技术及其应用
1．体外受精
(1)过程
卵母细胞的采集(培养至MⅡ期)
↓
精子的获取(要在体外进行获能处理)
↓
受精
(2)意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。
2．胚胎移植
(1)概念：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。
(2)过程(以牛的胚胎移植为例)
(3)优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
教材中的隐性知识 (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)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
(2)实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是无性繁殖，即克隆。
(3)分割要求：在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意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)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；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。
(1)在胚胎移植中，对供体母畜要用促性腺激素进行超数排卵处理( √ )
(2)可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植( × )
(3)小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培养( √ )
(4)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂( × )
(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎( √ )
(6)对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割( × )
源于选择性必修3 P61～62“图2－23”和“思考·讨论”
(1)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。
(2)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。
1．胚胎移植中的四个注意点
两次激
素使用
第一次：用激素对供、受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
两次
检查
第一次：对收集的胚胎进行检查；
第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时
间不同
牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段移植；
小鼠、家兔培养到桑葚胚前移植；
几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植
繁殖
方式
胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；
胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖
2.“克隆羊”“试管羊”“转基因羊”的产生过程及分析比较
名称
产生过程
不同点
相同点
主要生
物技术
遗传
物质
遗传
性状
生殖
方式
克隆羊
动物体
细胞核
移植
技术
A羊核基因，B羊质基因
几乎全部表现A羊性状
无性生殖
都用到胚胎移植技术、动物细胞培养技术
试管羊
体外受精
A、B羊核基因，B羊质基因
双亲性状
有性生殖
转基
因羊
DNA重
组技术
目的基因、双亲基因
目的基因性状、双亲性状
有性生殖
考向一 体外受精
5．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是( )
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
答案 C
解析 给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵细胞，A错误；从卵巢中采集的卵母细胞要在体外进行成熟培养，然后才能与精子共同培养完成受精，B错误；一般情况下，获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，C正确；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的，D错误。
6．(2021·山东济南模拟)下列关于“试管牛”培养流程的叙述，正确的是(不定项)( )
A．过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子
B．过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核
C．大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应
D．移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响
答案 ABC
解析 过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵，即使其排出更多的卵子，A正确；过程②表示体外受精，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，B正确；胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的理论基础，C正确；“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传性状取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。
考向二 胚胎移植和胚胎分割
7．(2020·山东泰安高三联考)羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，其维生素及微量元素含量明显高于牛奶，并且长期饮用羊奶不会引起发胖。欲利用胚胎工程技术加快高产奶的萨能山羊的繁殖，下列说法正确的是( )
A．为使萨能母羊超数排卵，可在其饲料中添加适量的促性腺激素
B．卵裂期的细胞数量增加，但细胞的体积和细胞内有机物的种类会减少
C．为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术
D．生产上可选用原肠胚细胞进行性别鉴定
答案 C
解析 促性腺激素的本质是多肽，饲喂会被消化道中的消化酶分解，所以促性腺激素不能进行饲喂，A错误；卵裂期由于细胞分裂，细胞的数量增加，单个细胞体积有所减小，有机物由于消耗总量减少，有机物被分解或转化为其他物质，可能会导致有机物种类增加，B错误；在囊胚期取滋养层细胞做DNA分析，可鉴定性别，D错误。
8．(2020·河北百校联盟)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)试管牛的培育需要的工程技术有________________________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)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 (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)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)用促性腺激素处理供体母牛后，可使供体母牛超数排卵，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。(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，应取早期胚胎的滋养层细胞进行DNA分析。
考点三 生物技术的安全性与伦理问题
1．转基因成果
(1)基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域是对微生物的基因改造。
(2)转基因动物方面，科学家将生长激素基因、促生长激素释放激素基因等转入动物体内，培育了一批生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜；转基因植物方面，目前已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物。
(3)种植转基因植物面积较大的国家有美国、巴西、阿根廷、加拿大等；种植的转基因作物中大豆和玉米最多，其次是棉花和油菜。
(4)对转基因产品安全性的争论及理性看待转基因技术
①人们具有不同的价值观取向，因此对转基因技术就会产生不同见解。
②转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价。
2．关注生殖性克隆人
(1)生殖性克隆：指通过克隆技术产生独立生存的新个体。
(2)治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。
(3)我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
3．禁止生物武器
(1)种类：致病菌类、病毒类、生化毒剂类等。
(2)中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
(1)科学家将外源生长素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率( × )
(2)理性看待转基因技术，就是听之任之，不管不问( × )
(3)克隆人实验可能会存在流产率高、胎儿畸形率高等问题( √ )
(4)“设计试管婴儿”与“试管婴儿”技术没有什么不同( × )
(5)生物武器可通过吸入、误食、接触带菌物品，被带菌昆虫叮咬等侵入人体( √ )
(源于选择性必修3 P101“正文”)对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。
比较试管婴儿和设计试管婴儿
(1)试管婴儿和设计试管婴儿过程如图所示
(2)试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
项目
试管婴儿
设计试管婴儿
不
同
点
过程
无图中d过程
多出图中d过程
技术手段
无须进行遗传学诊断
进行遗传学诊断
应用
主要解决不孕
夫妇的生育问题
主要用于白血病、贫血症等遗传疾病的预测及治疗
相同点
二者都是体外受精、体外进行早期胚胎培养，再经过胚胎移植，从生殖方式上都为有性生殖
考向一 生物技术的安全性
9．下列关于转基因产品安全性的叙述中，错误的是( )
A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害
C．针对转基因技术，各个国家都制定了符合本国利益的法规和政策
D．目前对转基因产品安全性的争论主要集中在食用安全性上
答案 B
解析 对转基因食品只要求标注“转基因××”等字样，并没有在转基因食品标签上警示性注明可能的危害，B项错误。
10．(2020·山东莱州一中高二月考改编)害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。回答下列问题：
(1)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析可能的原因是________________________________，玉米的花粉不能传递给杂草。
(2)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是________________________。但是，种植该转基因玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)有人对食用该转基因玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)针对转基因技术，我国的一贯方针是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)不同物种之间存在生殖隔离 (2)减少了农药使用对环境的污染 转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫 (3)该种转基因玉米的籽粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健康 (4)研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管
考向二 生物技术的伦理问题
11．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出，在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎植入女性子宫内发育成胎儿，该技术使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会。下列叙述正确的是( )
A．“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是无性生殖
B．如图所示时期是胚胎发育的囊胚期，1代表内细胞团，2代表囊胚腔，3代表滋养层
C．“试管婴儿”的形成用到的技术有人工授精、体内培养、核移植
D．“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者对人类的作用是相同的
答案 B
12．中国深圳的科学家贺建奎，在第二届国际人类基因组编辑峰会召开前一天宣布，一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改，使她们出生后即能天然抵抗艾滋病，成为世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿。根据材料，回答下列有关问题：
(1)卵子排出后要在________内进一步成熟达到____________________(填时期)才具备与精子受精的能力。
(2)为解决不孕夫妇的生育问题出现的试管婴儿与基因编辑婴儿的区别是
________________________________________________________________________。
(3)移植的胚胎能够存活的生理原因是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生____________反应。
(4)已有研究表明少数人由于辅助性T细胞表面缺少HIV的特异性受体天生能够抵抗艾滋病，这类人缺少此受体的根本原因是____________________________________________。
答案 (1)输卵管 MⅡ期 (2)试管婴儿培育过程中未改变精子和卵细胞的遗传物质，只是受精过程在体外；基因编辑婴儿改变了受精卵中的遗传物质 (3)免疫排斥 (4)缺少特异性受体的基因
解析 (1)精卵受精需要精子获能和卵子准备阶段，卵子需在输卵管进一步成熟至MⅡ期。(2)试管婴儿未改变精卵细胞的遗传物质，只是进行体外受精，而基因编辑婴儿选择性地改变了婴儿的某些基因。(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)受体的化学本质是蛋白质，基因决定性状。
1．核心概念
(1)(选择性必修3 P56)受精：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
(2)(选择性必修3 P58)卵裂：胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。
(3)(选择性必修3 P58)孵化：囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程。
(4)(选择性必修3 P61)胚胎移植：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。
(5)(选择性必修3 P62)胚胎分割：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。
2．教材结论性语句
(1)(选择性必修3 P58)在实际胚胎工程操作中，以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。
(2)(选择性必修3 P62)在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。
1．(2020·山东，14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )
A．用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B．体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
答案 C
解析 用促性腺激素处理雌性动物可以促使其超数排卵，A项正确；只有获能的精子才能进行受精作用，因此进行体外受精前，要对精子进行获能处理，B项正确；不同动物胚胎移植的时间不同，如牛、羊一般要培养到桑葚胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等可在更早的阶段移植，C项错误；遗传改造小鼠胚胎干细胞需要用到转基因等技术，D项正确。
2．(2020·江苏，23)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述错误的是(不定项)( )
A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
答案 ABC
解析 哺乳动物进行体外受精时很容易获得大量精子，因为自然状态下雄性哺乳动物产生的精子数量就很多，不容易大量获取的是卵细胞，因而通常需要用促性腺激素处理雌性哺乳动物，使其一次性产生更多的卵细胞，来培养更多的胚胎，A项错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，不改变基因的种类和数量，细胞a和细胞b内含有的核基因相同，B项错误；细胞培养过程中分散细胞时，用胰蛋白酶等处理组织，分散得到单细胞悬液，不是破坏了细胞的膜蛋白，而仅仅是分解掉细胞间的黏连蛋白，C项错误；动物细胞的培养需要使用CO2培养箱，D项正确。
3．(2018·江苏，10)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．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
答案 A
解析 胚胎工程中，通常采用注射激素的方法对良种母牛进行超数排卵处理，A正确；体外培养发育到桑葚胚期或囊胚期的胚胎即可进行移植，B错误；受体母牛对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以受体不需要使用免疫抑制剂，C错误；采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，最常见的是经分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功的比例很小，D错误。
4．(2020·全国Ⅲ，38)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____________________________。步骤②和③所代表的操作分别是________和________。步骤④称为__________。
(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____________(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________(填“相同”或“不同”)，原因是_________________________
________________________________________________________________________。
(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________________________________________________________________________
_____________________________________________________________(答出2点即可)。
答案 (1)限制性内切核酸酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植
解析 (1)构建基因表达载体时，需要用限制性内切核酸酶切割W基因和载体，再由DNA连接酶将两者连接起来。步骤②是将目的基因导入受体细胞，受体细胞为动物细胞(受精卵)时采用的是显微注射技术。步骤③是将受精卵在体外培养成早期胚胎，步骤④是将早期胚胎移植到代孕母体的子宫内。(2)乳腺生物反应器所选择的动物必须是雌性，而且需要发育到一定年龄才能分泌乳汁。膀胱生物反应器可以不受转基因动物的性别和年龄的限制。(3)由受精卵经有丝分裂和细胞分化发育形成的同一动物个体中，乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞等体细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同，但两种细胞中基因选择性表达。(4)结合题图可知该流程涉及的胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。
5．(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用______________处理，使其超数排卵，收集并选取处在________时期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用____________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自于______号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有______(填序号)。
①DNA测序
②染色体倍性分析
③体细胞结构分析
④抗原—抗体杂交
答案 (1)促性腺激素 MⅡ (2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 维持培养液的pH (3)分割 2 (4)①④
解析 (1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于MⅡ期。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为了判断目的基因是否被导入受体，可采用DNA分子杂交、DNA测序等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交法从分子水平进行检测。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2020·辽宁瓦房店高级中学期末)关于桑葚胚和囊胚的比较，下列叙述正确的是( )
A．桑葚胚的内细胞团将来可发育成胎儿的各种组织
B．囊胚的滋养层细胞具有发育的全能性
C．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的
D．囊胚的进一步扩大会导致透明带的破裂
答案 D
解析 内细胞团出现于囊胚期，桑葚胚没有内细胞团，A错误；囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，B错误；囊胚期细胞分化的实质是基因的选择性表达，C错误；囊胚的进一步扩大会导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来，D正确。
2．(2020·山东聊城一中高三月考)下列关于胚胎移植技术应用的叙述，错误的是( )
A．应用胚胎移植可大大缩短受体本身的繁殖周期
B．胚胎移植是胚胎工程的最后一道“技术工序”
C．胚胎移植技术还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用
D．胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力，相同时间内可得到较多的良种犊牛
答案 A
解析 胚胎移植可缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，但不能缩短受体本身的繁殖周期，A错误；胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用，B、C正确；对供体母牛施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经过移植可得到较多的良种犊牛，D正确。
3．下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，下列相关叙述正确的是( )
A．嵌合鼠的培育依据的原理是基因重组和细胞全能性
B．过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的滋养层
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 D
解析 由题图可知，将白鼠早期胚胎的卵裂球和黑鼠早期胚胎的卵裂球放在一起培养，可形成嵌合胚胎，嵌合胚胎发育至囊胚时移植到代孕母鼠体内继续发育，可分娩出嵌合鼠。嵌合鼠的培育依据的原理是细胞全能性，并没有进行基因重组，A错误；过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带，而滋养层属于早期胚胎囊胚的一部分，B错误；过程②是将白鼠早期胚胎的卵裂球和黑鼠早期胚胎的卵裂球放在一起培养，不需要诱导卵裂球细胞发生融合，C错误；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基本一致，D正确。
4．(2020·山东济南一中期中)供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是( )
A．防止受体牛不愿意接受胚胎
B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育
C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同
D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精的能力强
答案 B
解析 用激素进行同期发情处理的原因是使供、受体的生殖器官的生理状态相同，B正确。
5．(2020·山东微山二中第一次质量检测)在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期，未来发育为蝾螈下肢的部分移植到蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明( )
A．原肠胚末期已出现了组织和器官的形成
B．原肠胚末期开始出现细胞分化
C．原肠胚末期确定了细胞发育的方向
D．原肠胚末期的细胞开始具有了全能性
答案 C
解析 原肠胚末期组织和器官并未形成，但是已出现了细胞的分化，A错误；原肠胚末期之前，细胞已经开始分化，B错误；根据题干信息可知，原肠胚末期时细胞已确定了发育的方向，C正确；原肠胚末期的细胞移植后发育成特定的组织、器官，不能体现细胞的全能性，D错误。
6．小鼠的成纤维细胞经诱导可成为iPS细胞，为新型再生疗法带来希望。下列叙述正确的是( )
A．经诱导形成的iPS细胞增殖能力增强，分化能力减弱
B．分化后的细胞蛋白质种类和数量相同
C．iPS细胞属于成体干细胞
D．与囊胚内细胞团ES细胞相比，iPS细胞用于再生医学可回避伦理争议
答案 D
解析 经诱导形成的iPS细胞增殖能力增强，分化能力增强，A错误；由于基因的选择性表达，分化后的细胞蛋白质种类和数量可能会发生改变，B错误；iPS细胞不属于成体干细胞，C错误；ES细胞来源于早期胚胎，而早期胚胎本质上已算一个生命个体，iPS细胞来源于体细胞，因此与ES细胞相比，iPS细胞用于再生医学可回避伦理争议，D正确。
7．(2020·山东威海高三一模)CCR5是HIV入侵人体辅助性T细胞的主要辅助受体之一。有科学家为了使婴儿一出生就具有抵抗艾滋病的能力，通过基因编辑破坏了受精卵中的CCR5基因，该做法引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是( )
A．CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控
B．基因编辑技术有可能因编辑对象错误(脱靶)造成不可预知的后果
C．被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高
D．该技术虽然符合人类伦理道德，但可能存在潜在的安全风险
答案 D
解析 CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控，破坏CCR5基因后其他生理过程可能会受到影响，故会引起民众的担忧，A不符合题意；基因编辑技术有可能因编辑对象错误(脱靶)造成不可预知的后果，故会引起民众的担忧，B不符合题意；被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高，故会引起民众的担忧，C不符合题意；该技术不符合人类伦理道德，D符合题意。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
8．(2020·北京丰台高三期末改编)如表为不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间，依据下表分析正确的是( )
发育阶段
发育时间
(h)
动物种类
2细胞
4细胞
8细胞
16细胞
桑葚胚
进入子宫时受精卵的发育天数(天)
小鼠
24～38
38～50
50～60
60～70
68～80
3
牛
27～42
44～65
46～90
96～120
120～144
4～5
马
24
30～36
50～60
72
98～106
6
A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高
B．体外马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段
C．受精卵发育的阶段顺序为2细胞→4细胞→8细胞→16细胞→桑葚胚→囊胚
D．2－4－8－16细胞发育阶段进行的是有丝分裂
答案 ACD
解析 小鼠胚胎发育3天进入子宫，此时处于桑葚胚时期，牛胚胎发育4～5天进入子宫，此时处于16细胞时期，发育程度较低，故小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高，A正确；马胚胎发育6天进入子宫，此时处于囊胚期，故体外马胚胎移植到子宫时选择囊胚期，B错误。
9．(2020·山东滨州高三期末改编)原肠胚形成期被称为人体胚胎发育的“黑匣子”时期。研究人员利用胚胎干细胞，在实验室中制造出不能发育成完整胚胎的“拟原肠胚”模型，用来揭示和探究人类早期胚胎发育的过程。下列说法正确的是( )
A．滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘
B．利用核移植所得胚胎干细胞，可以诱导发育成适合移植的器官
C．对原肠胚进行胚胎分割，可以提高移植胚胎的利用率
D．该模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响
答案 ABD
解析 胚胎分割移植需要选择桑葚胚或囊胚，C错误。
三、非选择题
10．随着生物科学技术的发展，动物的生殖方式变得越来越多样化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图回答下列问题：
(1)应用1中获得的良种小牛，遗传物质来源于______________个体，性别为____________。
(2)在应用2、3、4中，若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其__________。
(3)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将__________均等分割，否则将影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从__________细胞取样做DNA分析。
(4)应用4中细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。在胚胎干细胞培养过程中除需要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外，营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核苷酸，还要加入血清；向培养液中通入95%空气和5%二氧化碳，空气中的氧气参与细胞的代谢，二氧化碳可以维持培养液的_________。
答案 (1)供体1和供体2 雌性 (2)获能 (3)内细胞团 滋养层 (4)pH
11．(2020·河南名校联盟)随着“二孩”政策放开，众多高龄妇女“跃跃欲试”，试管婴儿技术为其愿望的实现提供了可能。如图为培育试管婴儿的大致流程图，据图回答下列问题：
(1)试管婴儿技术目前已经发展到了第三代，即需要在胚胎移植前对胚胎进行____________诊断，从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。第三代试管婴儿技术在使用时反对用于设计________________________。
(2)为了某些需要，需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个__________(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞，提取DNA 为模板；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作 __________，在耐高温的DNA聚合酶的催化作用下进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应的胚胎为男性。
(3)培育试管婴儿涉及的生物技术有______________________________(答出两点即可)等。
答案 (1)遗传学 婴儿性别 (2)滋养层 引物 (3)体外受精技术、胚胎移植技术、动物细胞培养技术
12．(2020·陕西省宝鸡中学高三第二次模拟)单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛，濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝，但在人类活动区会有驯养)。近些年，在我国干燥、缺水的戈壁无人区，科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼，进行了如图所示的研究。请回答下列问题：
(1)胚胎工程中一般采用______________处理A使其超数排卵。若①是体外受精，需要提供发育至________期的卵子和________的精子。②过程通过显微操作去除受体卵子细胞核的目的是使重构胚的核遗传物质____________________________。
(2)过程③之后需要将获得的重构胚激活，使其在适宜的培养液中培养至桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，欲获得更多的胚胎可进行____________操作。
(3)胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础为_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)与F相比，E更具有多样性，其原因是E是有性生殖后代，其亲代减数分裂过程中会发生____________。
答案 (1)促性腺激素 MⅡ 获能 完全来自供体B驯养单峰骆驼 (2)胚胎分割 (3)受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 (4)基因重组
解析 (1)采用促性腺激素处理A使其超数排卵。刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，精子获能后才具有受精能力，而卵子需要培养到MⅡ期才具备与精子受精的能力。②过程通过显微操作去除受体卵子细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自供体B驯养单峰骆驼。(2)欲获得更多的胚胎可进行胚胎分割操作，借助胚胎移植技术产生遗传物质相同的后代。(3)胚胎能在D受体雌性体内存活，是因为同种动物供、受体生殖器官生理变化相同，受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，供体胚胎可与受体的子宫建立正常的生理联系，且遗传特性不受受体的影响。(4)E为有性生殖的后代，其亲代在减数分裂过程中会发生基因重组。
13．治疗性克隆一般是先从需要救治的病人身上提取一个细胞，然后将该细胞的遗传物质置于一个去除了细胞核的卵细胞中，该卵细胞开始自行分裂，直至形成一个早期胚胎，从这个早期胚胎中即可提取胚胎干细胞，胚胎干细胞经过相应的技术处理，便可发展成遗传特性与病人完全吻合的细胞、组织或器官。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请回答：
(1)相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果却各种各样，有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，其根本原因是_________________________________________________。
(2)③构建的重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在__________________期，从细胞水平上看，卵裂的分裂方式是________________。
(3)治疗性克隆所用的主要技术是__________________和胚胎干细胞培养，要想获得基因型完全相同的胚胎，可采用______________技术。
(4)治疗性克隆解决了临床上________________和______________的问题。
答案 (1)基因的选择性表达 (2)囊胚 有丝分裂 (3)核移植 胚胎分割 (4)供体器官不足 免疫排斥反应
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