课时质量评价39胚胎工程生物技术的安全性与伦理问题---2024版高考生物一轮总复习

三十九　胚胎工程　生物技术的安全性与伦理问题

(建议用时：40分钟)

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．(2023·浙江嘉兴开学考)常见的辅助生殖技术有两种：一种叫作人工授精，即通过人工的方法，把精液或者精子送到雌性的生殖道，达到增加怀孕概率的目的；第二种辅助生殖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。下列叙述正确的是(　　)

A．人工授精前必须对精子进行获能处理

B．胚胎移植是辅助生殖技术的必备技术

C．人工授精和试管动物技术都要注意受体的生殖周期

D．人工授精和试管动物技术都能发挥优良公、母畜的繁殖潜力

2．(2023·广东汕头一模)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(见下表③)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(见下表)。下列相关叙述错误的是(　　)

A．体外受精需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养和获能处理

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．母源来源的染色质比父源来源的染色质更容易实现结构的重建

D．染色质结构重建的速率可能在胚胎成功发育中起关键作用

3．(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，①②③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是试管动物，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

4．下列说法不符合胚胎移植生理学基础的是(　　)

A．供、受体的发情时间要一致，才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致

B．供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似

C．受体子宫与外来胚胎发生排斥反应，是胚胎移植过程需要重点克服的难题

D．胚胎移植产下的个体在质基因控制的性状上与受体母亲无关

5．中国科学院动物研究所进行了大熊猫的异种克隆，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，相关叙述正确的是(　　)

A．步骤甲和步骤乙中的供体和受体需要同期发情处理

B．重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液

C．重构胚培养过程中为了避免杂菌污染，通常需要在培养液中加入抗生素

D．步骤乙表示胚胎移植，移植的早期胚胎应培养至囊胚或原肠胚

6．(2022·江苏高邮一中模拟)胚胎工程中各种胚胎操作技术如下图所示。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型不一定相同

C．d可直接移植给受体，得到这2头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，因此无须使用免疫抑制剂

7．胎牛血清(FBS)是天然的培养基，能够在多种动物卵母细胞的成熟过程中提供足够的营养物质，起到非常好的促进效果。下表是后期胚胎培养液(CR2后液)中添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响情况，下列叙述正确的是(　　)

A．若统计每组实验的桑葚胚率，其数值应小于囊胚率

B．添加20%FBS是促进核移植胚胎发育的最适浓度

C．胚胎培养过程要在CO2培养箱中进行

D．添加不同浓度的FBS对卵裂率和囊胚率均有促进作用

8．2019年1月24日，中科院神经科学研究所的科学家利用体细胞核移植技术、CRISPR/Cas9基因编辑技术，成功构建5只体细胞BMAL1基因敲除的生物节律紊乱的克隆猴，可作为研究生物节律紊乱等人类疾病的动物模型。下列叙述错误的是(　　)

A．给食蟹猴注射性激素进行超数排卵，有利于获取更多的卵子

B．③过程可以用电融合法使成纤维细胞与MⅡ期的次级卵母细胞融合

C．受体子宫对移入的胚胎基本不发生免疫排斥反应，为⑤过程的成功提供了可能

D．在个体水平上鉴定BMAL1基因是否敲除成功的方法是观察食蟹猴是否表现为生物节律紊乱

9．下图表示利用胚胎工程技术将某细胞培育成优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是(　　)

A．胚胎移植技术可以定向改变动物的遗传性状，③要移植到发情的母牛子宫内发育

B．A细胞一定是受精卵

C．①②两个胚胎具有相同的遗传物质

D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

10．关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是(　　)

A．精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫内

B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵

C．成熟卵子与获能的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植

D．体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行

二、非选择题

11．北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失。它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。结合相关知识回答下列问题。

(1)为了快速繁殖北方白犀牛，可采用________技术手段。具体的步骤：首先对这两头雌性白犀牛注射促性腺激素进行__________处理，以获得更多的卵母细胞。第二步：获得的卵母细胞培养到一定时期后与经过__________的白犀牛的精子在体外的受精液中完成受精，形成受精卵。

(2)将受精卵培养在营养全面、温度适宜、pH和渗透压正常的培养液中，培养过程中需要________________的环境和气体环境；把受精卵一般培养到______________胚，然后移植到__________________相同的雌性动物体内生产后代，这样繁殖的牛就是“试管牛”。

(3)若北方白犀牛的精子没有保存，为了繁衍该白犀牛可采用________________技术手段，具体的操作流程：从雌性白犀牛体内取出体细胞在体外进行培养，再取出卵母细胞在体外培养到MⅡ期通过显微操作去核，将供体细胞注入去核的卵母细胞，通过__________法使两细胞融合，让细胞核进入卵母细胞，形成重构胚，该胚具有发育成__________的能力。将该胚通过胚胎移植技术培养出的牛叫“克隆牛”。

(4)“试管牛”和“克隆牛”的最本质的区别是_______________________。

12．女性受孕后的子宫是一场精彩的“斗争”。孕早期母体的一系列不适反应，都是这场斗争的表现。回答下列问题。

(1)进入女性生殖道的精子必须经过________才具备与卵子结合的能力。而排到输卵管的卵子则要进一步成熟，当达到______________时，才具备与精子受精的能力。防止多精入卵受精的第一道屏障是透明带反应，而第二道屏障是____________________________________________________________________。

(2)受精卵经有丝分裂形成早期胚胎，要经历桑葚胚→囊胚→具有三个胚层的____________→早期胚胎。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，其特点是__________________________________________

____________________________________________________________________

__________。由于胚胎细胞近一半的基因是外来的，因此母体会做出自然的排斥反应，而胚胎细胞会分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG)，从而抑制母体__________细胞(在特异性免疫中起主要作用的一类细胞)的活动，而阻止排斥反应。

(3)度过孕早期后，胎盘会向母体大脑释放一种激素，强行控制母体去补充胎儿所需要的食物。胚胎发育需要什么营养，母体想吃什么，胎盘则是一个裁判，胎盘是由________________发育而成的。

(4)胚胎着床深浅影响胚胎发育，因此在着床中，母体会形成透明纤维层，从而使胚胎细胞不会植入过深。概括地说，遗传背景近一半与母体不同的胚胎能在母体子宫内存活的生理学基础是____________________________________________

___________________________________________________________________。

三十九　胚胎工程　生物技术的安全性与伦理问题

1．C　解析：人工授精，即通过人工的方法，把精液或者精子送到雌性的生殖道，故精子可以在雌性的生殖道内进行获能，不需要人工获能处理，A错误；如果用人工授精的方式进行辅助生殖技术，就不需要胚胎移植，B错误；受体的生殖周期将影响人工授精和试管动物技术的成功率，C正确；试管动物技术可以发挥优良公、母畜的繁殖潜力，但是人工授精技术不行，D错误。

2．B　解析：体外受精时采集的卵母细胞应培养到减数分裂Ⅱ中期，精子应经过获能处理，这样两者才能受精形成受精卵，A正确；胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过胚胎移植给受体才能获得后代，因此①②③都需要将早期胚胎移植给受体才能获得后代，B错误；据表格可知，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，但去核后体外受精(孤雄生殖)重建速率更慢，说明母源来源的染色质比父源来源的染色质更容易实现结构的重建，C正确；据表可知，无论是体外受精技术，还是孤雌生殖和孤雄生殖，胚胎发育过程中都需要染色质空间构象重建，说明染色质结构重建的速率可能在胚胎成功发育中起关键作用，D正确。

3．C　解析：动物细胞培养过程中，细胞不断分裂，随着分裂次数的增加，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；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；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；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。

4．C　解析：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考虑排斥反应。

5．C　解析：步骤乙胚胎移植中的供体和受体需要进行同期发情处理，步骤甲中需要对兔子进行超数排卵处理，A错误；重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于兔子的去核卵母细胞，B错误；重构胚培养过程中通常需要在培养液中加入抗生素，以避免杂菌污染，C正确；步骤乙表示胚胎移植，移植的早期胚胎应培养至桑葚胚或囊胚，D错误。

6．D　解析：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；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；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；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。

7．C　解析：该实验只研究了添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响，从表中数据无法得出桑葚胚率小于囊胚率，A错误；由表中数据可知，添加20%FBS的实验组2，其卵裂率和囊胚率都高于对照组和其他实验组，说明添加20%FBS对促进核移植胚胎发育有较好的作用，但不能据此确定该浓度即为最适浓度，应在该浓度两侧缩小浓度范围继续进行实验，B错误；通常将重组细胞置于含95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行培养，C正确；各实验组的卵裂率均高于对照组，说明添加不同浓度的FBS对卵裂率均有促进作用，实验组1、2的囊胚率高于对照组，实验组3的囊胚率低于对照组，说明在一定浓度范围内，随添加的FBS浓度的升高对囊胚率均有促进作用，但超过该浓度范围却起抑制作用，D错误。

8．A　解析：给食蟹猴注射促性腺激素进行超数排卵，可方便研究人员获取更多的卵子，A错误；因为体细胞直接注入进去后细胞质并没有与卵母细胞融合，而是被质膜分割开来，并不能使体细胞核表现出全能性，所以需要用电刺激使其质膜融合，B正确；受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为⑤胚胎移植后在受体的存活提供了可能，C正确；在个体水平上鉴定BMAL1基因是否敲除成功的方法是观察食蟹猴是否表现为生物节律紊乱，D正确。

9．C　解析：胚胎移植技术不能定向改变动物的遗传性状，A错误。A细胞可以是受精卵或重组细胞，B错误。①②是由同一个细胞经分割形成的两个胚胎，具有相同的遗传物质，C正确。题图中a过程不包括原肠胚阶段，D错误。

10．C　解析：体外受精的原理是人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用。因此卵母细胞必须在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑葚胚或囊胚阶段才能移植，移入母体后继续发育形成幼体并产出。

11．解析：(1)为快速繁殖动物，可以采用体外受精技术。对两头雄性白犀牛注射促性腺激素进行超数排卵处理；获得的卵母细胞培养到一定时期后，与经过获能处理的白犀牛的精子在体外的受精液中完成受精，形成受精卵。(2)培养动物细胞需要无菌、无毒的环境和气体环境，把受精卵一般培育到桑葚胚或囊胚，然后移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内生产后代，这样繁殖的牛就是“试管牛”。(3)若北方白犀牛的精子没有保存，为了繁衍该白犀牛可采用体细胞核移植技术，通过电刺激使两细胞融合，让细胞核进入卵母细胞，形成重构胚，该胚具有发育成完整胚胎的能力。(4)“试管牛”的培育采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，属于有性生殖，而“克隆牛”的培养采用了核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，属于无性生殖。因此，两者的本质区别是“试管牛”的培育为有性生殖，“克隆牛”的培育为无性生殖。

答案：(1)体外受精　超数排卵　获能　(2)无菌、无毒　桑葚胚或囊　同种的、生理状态　(3)体细胞核移植　电刺激　完整胚胎　(4)“试管牛”的培育为有性生殖，“克隆牛”的培育为无性生殖

12．解析：(1)进入女性生殖道的精子必须经过获能，才具备与卵子结合的能力。而卵子需发育到MⅡ期才成熟，具备与精子受精的能力。防止多精入卵受精有两道屏障，第一道屏障是透明带反应，而第二道屏障是卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)。(2)受精卵经有丝分裂形成早期胚胎，要经历桑葚胚→囊胚→原肠胚→早期胚胎。卵裂期的特点：细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。在特异性免疫中起主要作用的一类细胞是淋巴细胞。(3)胎盘是由囊胚的滋养层细胞发育而成的。(4)遗传背景近一半与母体不同的胚胎能在母体子宫内存活的生理学基础是母体对胚胎基本上不发生免疫排斥反应。

答案：(1)获能　MⅡ期　卵细胞膜反应　(2)原肠胚　细胞分裂方式为有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小　淋巴　(3)囊胚的滋养层细胞　(4)母体对胚胎基本上不发生免疫排斥反应