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专题 42 胚胎工程
一、胚胎工程 (一)胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程的概念分析
操作对象 生殖细胞，受精卵或早期胚胎细胞
技术手段 体外受精、胚胎移植和胚胎分割
目的 将获得的胚胎移植到雌性动物体内产生后代，满足人类的各种需求
实质 在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
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
3．胚胎早期发育
(二)胚胎工程技术及其应用
1．体外受精的过程2．胚胎移植
(1)概念：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。提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。
(2)操作过程
(3)实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
3.胚胎分割
材料 应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚
实质 胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的无性繁殖(或克隆)
操作
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
要求
①促进优良动物品种的繁殖；②为遗传学研究提供遗传性状相同的个体；③胚胎移
用途
植前的性别鉴定、遗传病筛查
一、单选题
1．牛胚胎工程是指以胚胎移植为基础的一整套胚胎生物技术，该技术有利于充分发挥优良母牛的繁殖潜
力，为优良种畜的大量繁殖提供有效的解决办法。下列说法不正确的是（ ）
A．胚胎工程的理论基础是自然状态下哺乳动物受精、早期胚胎发育的规律
B．可将精子放在含有肝素、Ca2+载体等有效成分的获能液中使其获能
C．胚胎移植大大缩短了供体本身的繁殖周期D．胚胎移植时，供体母牛和受体母牛都必须具备优良的遗传特性
2．针对高等哺乳动物，常见的辅助生殖技术有两种：一种叫做人工授精，即通过人工的方法，把精子送
到雌性的生殖道，以增加怀孕概率；第二种技术就是所谓的试管动物，主要涉及体外受精、胚胎体外培养
和胚胎移植等技术。下列对两种技术的有关叙述，正确的是（ ）
A．都需要对精子进行获能处理
B．都需要考虑受体的生殖周期
C．都必须在8细胞胚以前进入子宫
D．都能发挥优良公畜母畜繁殖潜力
3．研究人员欲采用“异源囊胚补全法”将人源PS细胞培育出的肾元祖细胞导入囊胚，然后移植到去除生
肾区既存的肾元祖细胞的仔猪体内，培育出100%人源iPS细胞来源的肾单位并实际应用于移植医疗（如图
所示）。下列说法正确的是（ ）
A．培育人源肾元祖细胞需向iPS细胞培养液中加入定向诱导分化剂
B．过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的滋养层
C．过程③操作之前不需要对代孕仔猪进行超数排卵和同期发情处理
D．该技术培育的人源肾脏不必考虑肾移植个体之间的遗传差异
4．体外培养的胚胎干细胞存在两种不同的状态：启动态和幼稚态，两种细胞的形态特征明显不同，相对
于幼稚态细胞，启动态细胞的全能性不容易表现。下图是利用食蟹猴胚胎干细胞生产嵌合体动物的流程。
下列错误的是（ ）
A．带荧光的幼稚态胚胎干细胞植入胚胎后能参与正常的胚胎发育和器官形成B．桑葚胚时期的细胞没有发生分化且胚胎体积也没有变大
C．对代孕母猴需进行健康检查、超数排卵、同期发情处理、妊娠检查等处理
D．嵌合体胎儿体细胞与正常食蟹猴体细胞染色体数目相同
5．胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．卵子由卵巢排出后需要在输卵管进一步成熟，到M II期才具备受精能力
B．受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核靠近
C．囊胚的滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜
D．供体母牛胚胎移植前需进行发情处理，受体母牛胚胎移植前需进行超数排卵处理
6．图1表示某雄性高等动物的个体发育过程；图2表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中几项指标的变化趋势。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．桑葚胚和囊胚中含有的细胞都具有全能性
B．图1中“受精卵→幼体”过程，细胞增殖方式是有丝分裂
C．图2中能正确表示相关指标变化的是①④
D．在卵裂阶段，胚胎中有机物种类是增加的
7．2017年，某国批准使用细胞核移植技术培育克隆猴。下列关于细胞核移植技术的叙述错误的是（ ）
A．该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等技术
B．卵母细胞提取后，需要培养至MⅡ期方可使用
C．该克隆猴同时具有供体、受体动物的部分基因
D．核移植技术中普遍使用显微操作法去核
8．在胚胎移植过程中很多操作步骤都需要检查，为避免后期人力、物力、财力的浪费，下列相关说法错
误的是（ ）
A．胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否能正常发育到一定阶段B．胚胎移植前需要检查受体的免疫力，选择免疫缺陷型做受体有利于胚胎的存活
C．胚胎移植前进行遗传病筛查对于动物繁育健康后代具有重要意义
D．胚胎移植到受体的子宫后，还需对受体进行妊娠检查
9．《本草纲目》 曾提到：“羊乳甘温无毒、润心肺、补肺肾气。”中医一直把羊奶看做对肺和气管特别
有益的食物。羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，并且羊奶中的维生素及微量元素
明显高于牛奶。如图表示研究人员利用胚胎工程培育产奶量高的优质奶羊的过程，下列相关说法正确的是
（ ）
A．将检验合格的胚胎可以移植到任何生理状态的受体羊子宫内
B．不同生物进行⑤过程的时间不同，但都不能晚于原肠胚
C．移植前用滋养层细胞进行性别鉴定，选择雄性胚胎进行移植
D．图示胚胎分割时注意要将内细胞团均等分割
10．北方白犀牛目前仅剩两头雌性个体，科研人员尝试通过现代生物技术，利用实验室冷冻保藏的少量北
方白犀牛精子拯救该物种。下列说法错误的是（ ）
A．科研人员可以使用体外受精、胚胎移植等技术繁育北方白犀牛的试管动物
B．若利用体细胞核移植技术培育出北方白犀牛的克隆动物，该动物一定是雌性
C．为了繁育更多子代，可以选择人工繁育技术得到的原肠胚期的胚胎进行分割
D．进行胚胎移植时，雌性北方白犀牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
11．动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人
类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达
出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品。其大致过程如下图所示，下列有关说法错误的是（
）A．重组质粒只具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因
B．④通常采用显微注射技术
C．可以从转基因母牛乳汁中提取药物
D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
12．科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得多能干细胞，继而利用多能干细胞培育出与黑鼠遗传特性相同
的克隆鼠，流程如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．多能干细胞发育成了克隆鼠X的各种组织
B．对克隆鼠X进行性别鉴定时不能从滋养层处取样
C．本实验使用了体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术
D．将克隆鼠的肝脏移植给黑鼠可避免免疫排斥反应，
13．慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白的病人容易出现水肿，临床上对白蛋白需求量很大。
下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图，下列说法正确的是（ ）A．过程①②之前需要对山羊A和山羊B做同期发情处理
B．已知白蛋白基因的氨基酸序列，通过人工合成的方法就可获取与人体内相同的白蛋白基因
C．过程③得到的表达载体包括目的基因、乳腺蛋白基因的启动子、终止子、标记基因
D．过程⑤之前需选取内细胞团进行DNA分析、性别鉴定等
14．2017年世界上首批体细胞克隆灵长类在我国诞生。科学家利用一只流产胎猴的成纤维细胞进行核移植，
最终成功获得“中中”和“华华”两只克隆猴。但是，到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动
物体细胞培养成新的个体。下列叙述正确的是（ ）
A．将成纤维细胞核注入去核的卵母细胞中，体现了细胞膜的选择透过性
B．分化的动物体细胞失去了分裂增殖的能力，不能表达全能性
C．克隆猴的成功说明动物体细胞核移植的难度要低于胚胎细胞核移植
D．克隆技术获得的遗传背景相同的模型猴，对于药物对照实验的研究有着重要的意义
15．单细胞基因组测序是指在体外对分离的单个细胞的基因组测序，可以用来研究基因表达情况，为遗传
病筛查提供依据。临床上，经单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿已经出生。下列相关叙述正确
的是（ ）
A．对于筛查母亲是否将致病基因遗传给胎儿，只能对其卵细胞进行基因组测序
B．该试管婴儿涉及的生物技术有体外受精和早期胚胎培养等
C．为获得更多的卵母细胞，一般对受孕母体注射雌激素
D．对发育至原肠胚期的胚胎进行质量检查后才能移植
16．下列关于细胞工程和胚胎工程的叙述错误的是（ ）
A．动物细胞培养技术的原理是动物细胞核具有全能性
B．植物体细胞杂交技术培育的“白菜－甘蓝”具有耐热性强、易贮藏等优点
C．将桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于无性生殖D．克隆动物技术涉及细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植等过程
17．下图是利用体细胞核移植来克隆高产奶牛的大致流程示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中过程①常用显微操作法去除纺锤体和染色体的复合物
B．进行过程②前可用机械方法将动物组织分散成单个细胞
C．图中的重构胚中含有卵母细胞和供体细胞的细胞质
D．进行过程④时需取样滋养层细胞进行DNA分析以鉴定性别
18．在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，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，使胚胎的发育率和妊娠率提高，具体
培育流程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．去核的实质是去除卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物
B．胚胎移植前应对代孕母猴进行同期发情处理
C．将组蛋白去甲基化和去（脱）乙酰化，有利于重构胚的分裂和发育
D．形成重构胚后可加入化学药物将其激活，待发育至桑葚胚或囊胚再进行胚胎移植
19．下列关于胚胎移植的叙述中，不正确的是（ ）
A．进行胚胎移植时，供体一般选择遗传性能和生产性能好的个体，受体则对其繁殖能力和健康状况
要求较高
B．供、受体母牛选择好后，常用孕激素进行同期发情处理
C．胚胎移植的优点包括大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
D．胚胎分割移植时，要注意将原肠胚阶段的内细胞团均等分割
20．我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术，成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌
小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示，下列叙述错误的是（
）A．用促性腺激素对雌性大鼠进行同期发情增加卵母细胞数量
B．卵细胞转化成phESC类似于植物组织培养中的脱分化过程
C．重构胚通常需要发育到桑葚胚或囊胚阶段才进行胚胎移植
D．不考虑致死情况，理论上孤雄小鼠性染色体组成为XX、XY或YY
21．胚胎移植是指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的体内，使之继续发育为新个体的技术。以下说法不正确的是（ ）
A．这里说的“同种”是指“同一物种”。
B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，可以成功生出荷斯坦奶牛
C．同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于成功
D．胚胎移植之前一定要对受体进行超数排卵处理
22．科学家在不需要精子或卵子的情况下，利用干细胞制造出人造小鼠胚胎，并使用一种创新的生物反应
器培育该胚胎，使其成功在子宫外生长了11天（一般小鼠的妊娠期约为20天）。下列叙述错误的是（
）
A．若要得到发育成熟的新生小鼠，可在生物反应器中继续培养该小鼠胚胎
B．在该过程中，对特定时期的人造胚胎进行胚胎分割能得到基因型相同的小鼠
C．干细胞制造出人造小鼠胚胎的过程中，干细胞进行了脱分化
D．在人造小鼠胚胎的培养过程中，生物反应器中的培养液必须定期进行更换
二、多选题
23．基因工程、细胞工程、胚胎工程的迅猛发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望成为现实。如图为试
管动物、克隆动物、转基因动物的培育过程，下列分析正确的是（ ）A．转基因动物的培育涉及到细胞核移植、动物细胞培养等操作
B．通过①②获得的试管动物的遗传物质与细胞核供体的相同
C．受体动物代孕前需要对受体注射激素以进行同期发情处理
D．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
24．科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，
得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析正确的是（ ）
A．PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化
B．步骤④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．步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO 的混合气体环境
2
D．上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
25．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
有（ ）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
26．下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述不正确的是（ ）
A．图中注射过程与膜的流动性有关
B．过程①需要提供95%氧气和5%CO 的混合气体
2
C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
27．大鼠早期胚胎可以利用细胞竞争机制“杀死”外来的人类干细胞，从而导致人—鼠嵌合胚胎的嵌合率
低下。科学家拟通过以下途径获得具有人类胰腺的幼鼠，下列分析合理的是（ ）
A．iPS细胞的分裂、分化能力可能与图中b区域的细胞相当
B．为获得更多的受精卵，可对雌鼠注射适量的促性腺激素
C．步骤①基因编辑的目的可能是破坏受精卵中与胰腺形成有关的基因
D．图中过程涉及转基因技术、动物细胞培养及核移植、胚胎移植等
28．科研人员利用下图所示的流程，将雄鼠多能干细胞（PSC）诱导产生精子，并使其成功与卵细胞受精，
得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析错误的是（ ）
A．PSC经诱导分化成精原细胞的过程中，会发生染色体数目的变化
B．步骤④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．步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%氧气和5%CO 的混合气体环境
2
D．上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术29．如图为核移植实验过程示意图，根据图示分析，下列叙述错误的是（ ）
A．胚胎和动物细胞的培养均需提供95%的O 和5%的CO
2 2
B．核移植技术的基础是动物细胞培养
C．受体动物超数排卵后为胚胎提供了相同的生理环境
D．成年动物细胞核移植成功率比胚胎细胞核移植成功率低
三、综合题
30．如图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列有关问题。
(1)用方法Ⅰ和方法Ⅱ培育优良种牛，从繁殖方式上比较，前者是 ，后者是 。
(2)②过程常用 激素处理B牛，目的是使其排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。从B牛
体内获得的卵母细胞需要培养到 (时期)。
(3)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后，才能与 B 牛的卵子结合，完成受精作用，这一生理现象称为 。 卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到
。
(4)方法Ⅰ中供体牛的主要职能是 ，为使移植后的胚胎具有相同的发育环境需要对供受体母牛
做 处理。
(5)为了提高胚胎的利用率，可以对形态正常、发育良好的 （时期）胚胎进行 处
理。
31．EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基
因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢（CHO）细胞表达系统来获取产物，其过程如下。请回答下列
问题：
(1)从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到 ，再通过 技术获得大量EPO基因。
基因工程的核心步骤是 ，图中①过程用到的工具酶有 。
(2)为使供体母鼠超数排卵，需注射 激素以排出更多的卵子，卵子培养到 （时期）
与获能的精子完成体外受精。
(3)采用 技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中。
(4)当胚胎发育至 时期可进行胚胎移植，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行
。
(5)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可采用 技术对血液进行检测。
32．因为在人类试管受精疗法上的卓越贡献，英国科学家罗伯特·爱德华兹获得2010年度诺贝尔生理学或
医学奖。如图为试管婴儿的流程示意图（数字表示相应的操作过程），请据图回答问题。(1)①②分别表示 、 。
(2)采集卵母细胞时，需使用 对供体进行处理，目的是 。
(3)进行胚胎早期培养时，培养液的主要成分包括水、无机盐、有机物、维生素、激素、 、核苷酸，
此处还需要添加 。
(4)②操作的实质是 。
(5)移入子宫内的胚胎能够存活的生理基础是 。
(6)某夫妇希望通过该项技术得到双胞胎或多胞胎，科学家需要进行的技术操作是 ，如果此操作时在
囊胚时期进行，需要注意的是 。
33．内皮素（ET）是一种具有强烈的收缩冠状动脉、肾小动脉；刺激心钠素的释放，提高全身血压；抑制
肾素释放等作用的激素。ET主要通过与靶细胞膜上的ET受体（ET ）结合而发挥生物学效应。如图表示
A
科学家利用转基因技术培育出转SNAP-ET 融合基因的大肠杆菌的流程图，回答下列问题。
A
注：SNAP基因为荧光蛋白基因：SNAP-ET 融合基因可表达出SNAP-ETA融合蛋白；
A
XhoⅠ是一种限制酶，识别的核苷酸序列为CTCGAG，切割位点在左倒C和T之间；
ApaⅠ是另一种限制酶，识别的核苷酸序列为CCCGGG，切割位点在C和G之间。
(1)在人体内，ET通过 运输至靶细胞。(2)XhoⅠ切割DNA时，形成的是 （填“黏性”或“平”）末端；ApaⅠ切割DNA时，形成的是
（填“黏性”或“平”）末端。
(3)图中①②过程消耗的原料都是 ；图中④过程可使用 （填“E。coli DNA连接酶”或“T4 DNA
连接酶”）进行DNA拼接，以获得重组质粒。
(4)重组质粒中，启动子的作用是 。若将经⑥过程获得的大肠杆菌接种到含有氨苄青霉素的培养基上，
能生存的大肠杆菌中不一定有SNAP-ET 融合基因，原因是 。
A
(5)利用荧光显微镜可以定量检测出ET ，基因是否表达及表达量，原因是 ，可通过荧光显微镜检测该
A
蛋白的表达情况进而反映出ET ，基因是否表达及表达量。
A
(6)与培育转基因大肠杆菌相比，培育2个遗传物质相同的转基因哺乳动物还需要用到多项生物技术，如
（答出3点即可）。
34．研究人员利用最新基因编辑工具CRISPR/Cas9，成功敲除比格犬的载脂蛋白E（APOE）基因，培育出
动脉粥样硬化疾病模型犬“苹果”。利用苹果腹部皮肤体细胞作为样本，建立细胞系，取其细胞核注入比
格犬去核卵母细胞中，形成早期胚胎后进行胚胎移植，得到了我国首只克隆犬“龙龙”。下图为克隆犬
“龙龙”诞生的流程图，回答下列问题：
(1)CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白和sgRNA构成的RNA-蛋白复合体，其中的 负责识别并结合
特定DNA序列，引导蛋白对目的基因进行编辑。复合体中另一组成分能发挥酶的作用，负责切开
键，执行对目的基因的编辑，实现对比格犬APOE基因的敲除。
(2)为了获得较多的卵母细胞，需要对供体实验比格犬注射 。实验比格犬卵母细胞去核过程去除
的“核”实际是 复合物。
(3)取“苹果”的皮肤细胞，并进行体细胞建系。皮肤细胞在培养过程中需要一定的气体环境，将其置于含的混合气体的培养箱中进行培养。
(4)克隆本质上是一种无性繁殖，该过程的最后一道工序是胚胎移植，其实质是 。为实现这一工
序，需用相应激素对受体母犬进行 处理。
35．新疆是我国最大的畜牧业省区之一，由于本地羊的良种率偏低，羊的产肉率和产量远远不能满足市场
的需求。因此，新疆维吾尔自治区畜牧厅启动了“优质种羊万枚胚胎移植工程”，提高了肉用羊的良种率。
下图为胚胎移植过程示意图。回答下列问题。
(1)进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的 。
(2)在促使供体母羊超数排卵时，不宜长期过量使用性激素的原因是 。冲卵是指
，进行该操作的生理学基础是 。
(3)一般需将胚胎在体外培养到一定的发育阶段才能进行移植，原因是 。
(4)冲卵后胚胎移植得到的后代之间与胚胎分割移植得到的后代之间在性状上的区别是 。
(5)除图中所示外，胚胎移植技术中胚胎的来源还有 （答出两点）。
