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3．2　体外受精和早期胚胎培养

1．阐述体外受精技术。2．简述试管动物的培育过程。(重点)

知识点一　试管动物技术和体外受精

1．试管动物技术(1)概念：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，再经移植产生后代的技术。(2)主要技术：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。(3)意义①解决动物生育率低的问题。②实现良种动物的快速大量繁殖。2．体外受精(1)主要步骤：卵母细胞的采集、精子的获取和受精等。(2)卵母细胞的采集和培养①②大型动物(牛等)

(3)精子的采集和获能

①②精子体外获能的方法

获能方法概念适用动物培养法将精子放入人工配制的获能液中培

养，使其获能啮齿动物、家兔、猪等

化学诱导法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

牛、羊等家畜

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物诱导精子获能(4)受精获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可在获能溶液或专用的受精溶液中完成

受精过程。

自然受精、人工授精和体外受精的异同点项目自然受精人工授精体外受精

不同点

过程不同

雌雄动物交配完成

用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精

人工获取精子、卵子，在体外培养液

中完成受精过程场所不同雌性动物输卵管中雌性动物输卵管中体外培养液中

相同点 (1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；(2)都是有性生殖

[提醒]　(1)用促性腺激素处理时，只能注射不能饲喂：促性腺激素是肽类化合物，饲喂会因消化道的消化作用而失去原有的效用。

(2)精子获能处理前应离心处理：精液由精子和精清两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能处理前进行离心处理，目的是除去精清以利于精子获能。

1．在“试管牛”的生产过程中，不是必需的操作的是(　　)

A．卵母细胞的采集和培养B．受精卵中导入抗病毒基因C．精子的采集和获能D．胚胎的早期培养和移植解析：选 B。体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等

步骤。如果要培养转基因动物，需要将外源基因导入受精卵中；如果仅仅是为了获得“试管牛”，则不需导入外源基因。

2．哺乳动物体外受精的过程是(　　)

①卵母细胞的采集　高考资源网版权所有，侵权必究！


②精子的采集　③卵母细胞的人工培养　④精子的获能处理　⑤精子与成熟的卵子在受精溶液中共同培养　⑥用 CaCl2 处理精子　⑦用一定浓度的肝素溶液处理卵母细胞　⑧体外受精　⑨受精卵培养

解析：选 B。哺乳动物体外受精的过程：卵母细胞和精子的采集→体外培养→体外受精→早期胚胎(受精卵)的培养。而一定浓度的肝素溶液用于精子的体外获能；CaCl2 溶液用于基因工程中细菌细胞壁的处理。

3．下列关于体外受精技术的说法中，错误的是(　　)

A．进行体外受精技术前需对精子进行获能处理B．体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术D．体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制解析：选 B。体外受精时，精子是成熟的，而采集的卵母细胞成熟程度不同，发育到

次级卵母细胞阶段时才可进行体外受精。知识点二　胚胎的早期培养



1．培养液成分2．培养目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。3．胚胎去向：当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。

1．几种培养液(基)成分的比较用途成分

植物组织培养基大量元素，微量元素，植物激素(生长素、细胞分裂素等)，蔗糖，维生素等

精子获能培养液人工配制的获能溶液；一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187 溶液动物细胞培养液糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子、血清、血浆等早期胚胎培养液无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等

2.胚胎早期培养与动物细胞培养的不同点(1)二者培养液成分不同

项目动物胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子特有成分血清血清、血浆

(2)二者培养所依据的原理不同动物胚胎培养依据细胞生长、繁殖和分化，而动物细胞培养依据细胞的生长、繁殖。3．试管动物和克隆动物的比较(1)不同点

项目试管动物克隆动物技术原理或手段体外受精、早期胚胎培养、胚胎

移植细胞核的全能性、核移植、胚胎移植等

生殖方式有性生殖无性生殖



过程

遗传特点继承了双亲(提供精子和卵子的个体)的遗传性状

全部性状几乎与提供细胞核的亲本一致

(2)相同点：两者都采用了胚胎移植技术和动物细胞培养技术。

交汇点 1　生物的生殖和进化(1)生殖方式：____________和____________两种。(2)两种生殖方式的本质区别：_____________________________________________

________________________________________________________________________。 (3)哪种生殖方式更有利于生物进化？判断：________(填“有性”或“无性”)生殖。原因：____________________________________________________________________

________________________________________________________________________。交汇点 2　激素调节许多种鱼在人工饲养条件下不产卵，因而养殖户常取用同种鱼类的垂体经研碎后注入

鱼体内，从而促使鱼正常排卵，甚至多排卵。(1)这主要是________________的作用。(2)该激素由________分泌，作用的靶器官是________。答案：交汇点 1

(1)有性生殖　无性生殖(2)新个体是否由两性配子(精子和卵细胞)结合成的合子(受精卵)发育而来(3)有性　通过有性生殖产生的个体继承了双亲的遗传物质，具有更大的变异性和生活

力，更能适应环境，有利于在自然选择中进化交汇点 2

(1)促性腺激素　(2)垂体　性腺



1．培育“试管山羊”的基本过程如图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是(多选)(

)

A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C．丙过程与乙过程中应采用不同成分的培养液D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内解析：选 AC。甲为获取卵母细胞的过程，用促性腺激素处理母山羊，可使其超数排

卵；乙过程的目的之一是促进卵母细胞成熟和使精子获能，利于精卵细胞结合，而不是使精子成熟；乙过程中使精子获能需要获能溶液，丙过程为培养早期胚胎，需用发育培养液两者成分不同；丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内。

2．下列关于早期胚胎培养的说法，不正确的是(　　)

A．发育培养液的成分通常含有血清B．发育培养液的成分较一般动物细胞培养液的成分简单C．动物种类不同，进行胚胎移植的早期胚胎所处阶段不同D．进行胚胎移植之前，可将培养到适宜时期的早期胚胎进行冷冻保存解析：选 B。发育培养液的成分较一般动物细胞培养液的成分复杂。

核心知识小结[要点回眸] [答题必备]

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，再经移植产生后代的技术。

试管动物技术中，首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。

哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的高考资源网版权所有，侵权必究！


采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。收集精子常用的方法有假阴道法、手握法

和电刺激法。精子体外获能的方法有培养法和化学诱导

法两种。哺乳动物胚胎的培养液中，除一些无机盐

和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物

质。

[拓宽教材]

1．(选修 3 P72“奇思妙想”改编)下列关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是(　　)

A．精子和卵子结合形成受精卵后可移入母牛子宫B．采集卵巢的卵母细胞后应立即将其与精子共同放入培养液中才能形成受精卵C．体外培养受精卵时，需提供一定量的 CO2 以维持培养液的 pH

D．体外受精胚胎的工厂化生产过程中胚胎发育和受精过程均在体外进行解析：选 C。从卵巢中采集的卵母细胞必须在体外经人工培养成熟后，才能与获能的

精子完成受精作用，受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植，移入母体后继续发育形成新个体，A、B、D 错误；体外培养受精卵时，需提供一定量的 CO2 以维持培养液的 pH，C

正确。2．(选修 3 P67“资料分析”改编)各种动物受精卵发育及进入子宫的时间有明显差别，

请分析下表回答下列问题：

动物种类

受精卵发育/h进入子宫时发育天数和发育阶段

2 细胞 4 细胞 8 细胞 16 细胞桑椹胚天发育阶段山羊 24～28 48～60 72 72～96 96～120 4 10～16 细胞绵羊 36～38 42 48 67～72 96 3～4 16 细胞

牛 27～42 44～65 46～90 96～120 120～144 4～5 8～16 细胞高考资源网版权所有，侵权必究！


注：牛为排卵后时间，其他动物为交配后时间。由上表分析可知：(1)牛、羊一般要培养到________阶段或________阶段才进行移植。(2)人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在____________阶段移植。答案：(1)桑椹胚　囊胚　(2)8～16 细胞

[精练好题]

3．下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列有关叙述错误的是(　　)

A．获取的精子经获能后才能进行体外受精B．②过程只与细胞膜的流动性有关C．③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂D．④过程属于胚胎移植过程解析：选 B。②过程是受精作用，不仅与细胞膜的流动性有关，还与细胞识别作用有

关。4．试管婴儿、试管苗和克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果。下列有关叙述正

确的是(　　)

A．三者都属于无性生殖，能保持母本性状B．三者分别属于胚胎工程、组织培养工程和克隆技术C．三者都充分体现了体细胞的全能性D．三者都不会发生基因重组解析：选 B。试管婴儿属于有性生殖，为胚胎工程的技术范围，在生殖过程中，可能

发生基因重组；其生殖过程由于是有性生殖，因此不体现体细胞的全能性。试管苗和克隆羊属于无性生殖，为细胞工程的技术范围；试管苗能保持母本性状，能体现植物体细胞的全能性，属于组织培养工程；克隆羊与提供细胞核的个体性状最相似，在培育过程中，不会发生基因重组，能充分体现动物体细胞核的全能性，属于克隆技术。

5．根据下图回答下列问题：



(1)①所做的处理是________，②是________过程，③是________________过程。(2)采集卵母细胞的方法是用________激素处理动物，从________中冲取卵子。(3)通过②过程可看出该生物的生殖方式为________。解析：(1)图中①表示精子的获能过程；②表示精子与卵子结合的过程，即体外受精作

用；③表示胚胎的早期培养过程。(2)采集卵母细胞的方法是用促性腺激素处理，促进其超数排卵，然后从输卵管中冲取卵子。(3)图示中有卵子和精子结合的过程，即受精，因此，该生物的生殖方式为有性生殖。答案：(1)获能　体外受精　胚胎的早期培养(2)促性腺　输卵管(3)有性生殖6．(2019·吉林省实验中学期中考试)中科院动物研究所研究小组已培育出中国首例转基

因猕猴，这一研究成果标志着中国科学家在灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平下图是转基因猕猴培育过程示意图，据图回答下列问题：

(1)过程①表示________________，该过程用到的酶有________________________。(2)过程②中常用________________技术将目的基因导入受精卵。(3)如果过程⑤在体外进行，那么卵母细胞需要培养到________期；精子需要进行____

____，常用的处理方法有________________。(4)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的 O2 以维持细胞呼吸外，还需要提供 CO2气

体以维持____________。(5)根据图示可判断，此种繁殖方式是________生殖。解析：(1)过程①表示构建基因表达载体，该过程需要用到限制酶和 DNA连接酶。(2)

过程②表示将目的基因导入受体细胞，当受体细胞是动物细胞(受精卵)时，常采用显微注射法。(3)过程⑤在体外进行，需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数第二次分裂中期，才可以与获能的精子完成受精作用；对精子进行获能处理的方法包括培养法和化学诱导法。(4)动物细胞培养时需要一定的气体环境，除了给予一定量的 O2 以维持细胞呼吸外，还需要提供 CO2气体以维持培养液的 pH。(5)根据图示中有两性生殖细胞的结合可以判断，



此种繁殖方式属于有性生殖。答案：(1)构建基因表达载体　限制酶和 DNA连接酶　(2)显微注射　(3)MⅡ 中　获能

处理　培养法和化学诱导法　(4)培养液的 pH　(5)有性

一、单项选择题1．体外受精常用的采卵方法有(　　)

①用促性腺激素处理后，从输卵管中冲取卵子②化学诱导法③电刺激法④从活体动物卵巢中吸取卵母细胞A．①②　　　　　　　　 B．②③C．①④ D．③④解析：选 C。常用的采集卵母细胞的方法：①用促性腺激素处理，促使排出更多的卵

子；②从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；③借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。

2．精子获能过程中常用的化学物质可能是下列哪一种(　　)

A．氯化钙溶液 B．肝脏提取液C．肝素溶液 D．氨基酸营养液解析：选 C。精子体外获能的方法有培养法和化学诱导法两种。化学诱导法即将精子

放在一定浓度的肝素或钙离子载体 A23187 溶液中使精子获能。3．胚胎的早期培养过程中，下列条件不是必需的是(　　)

A．消毒灭菌 B．适宜的温度C．充足的光照 D．适宜的营养物质和激素解析：选 C。胚胎的早期培养属于动物细胞培养的范畴。动物细胞培养必须在无菌条

件下进行。在细胞分裂过程中，需要适宜的温度以及一定的营养物质和激素，不需要光照。4．良种试管牛的繁殖过程：用激素促进甲牛多排卵，然后把卵子在体外与人工采集的

乙牛的精子进行受精，在特定的培养基上培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内，孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是(　　)

A．该试管牛的培育过程应用的是试管动物技术B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物的卵子



C．甲牛、乙牛对试管牛核基因的贡献相同D．该技术不能实现优良种畜的快速繁殖解析：选 D。试管动物技术可以更多、更有效地利用动物的卵子，加快优良种畜的繁

殖速度。5．下列哪项不是人工授精和体外受精的区别(　　)

A．人工授精能更有效地发挥优良公畜的特性B．体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能C．人工授精和体外受精的本质不同D．人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的这一过程在母畜体外解析：选 C。人工授精是用人工的方法，把公畜的精液注入母畜生殖道内，使精卵结

合；体外受精是将人工获取的精子和卵子在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。

6．华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有(　　)

①转基因　②核移植　③体外受精　④体细胞克隆　⑤胚胎移植A．①③ B．①④C．②⑤ D．③⑤解析：选 D。通过人工操作使供体的精子和卵子在体外受精，体外培养胚胎，然后将

发育到一定程度的胚胎移植入受体，从而生产出各种动物。所以包括的环节有体外受精和胚胎移植。

7．(2019·河北武邑中学高二期中)英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊，取名“多利”，这一方法被称之为“克隆”，以下四项中与此方法在本质上最相近的是(　　)

A．用胡萝卜韧皮部细胞培养出完整的新植株B．将人抗病毒基因嫁接到烟草DNA 分子上，培育出具有抗病毒能力的烟草新品种C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的 B 细胞融合成杂交瘤细胞D．将人的精子与卵细胞在体外受精，待受精卵在试管内发育到囊胚期时，再植入女

性子宫内发育成“试管”婴儿答案：A

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8．下列关于试管动物技术的叙述，错误的是(　　)

A．应用该技术繁育后代的过程属于无性生殖B．应用该技术繁育后代的过程属于有性生殖C．试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技术D．试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行解析：选 ACD。试管动物技术进行的是体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，因为其

后代的产生经过了两性生殖细胞的结合，所以属于有性生殖。9．英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿

的培育过程可选用如下技术路线。

据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代B．捐献者携带的红绿色盲基因会遗传给“三亲婴儿”C．“三亲婴儿”的染色体全部来自母亲提供的细胞核D．“三亲婴儿”的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术解析：选 BC。A 项，“三亲婴儿”细胞质基因主要来自捐献者卵母细胞，可避免母亲

的线粒体遗传病基因传递给后代，故正确。B 项，“三亲婴儿”细胞核基因(染色体)来自母亲和父亲，捐献者携带的红绿色盲基因(细胞核基因)不传给该婴儿，故错误。C 项，由 B

项分析可知该项错误。D 项，“三亲婴儿”的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术才能最终完成，故正确。三、非选择题10．(2019·济宁高二期中)目前，精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方

法之一，该方法以精子作为外源基因的载体，使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答下列问题：

(1)获取外源基因常用到的工具酶是________。为了提高实验成功率，通常利用______

__技术获得大量标记的外源基因。高考资源网版权所有，侵权必究！


(2)过程②采用的是________技术，该过程中应对已经________________进行获能处理。(3)过程③需要在________________(至少写出两点)等条件下培养。(4)为了获得更多的卵母细胞，常用________激素对供体进行处理，促使其________。答案：(1)限制酶　PCR

(2)体外受精　导入外源基因的精子(3)无菌无毒、适宜的温度和 pH、营养充足、气体环境适宜(4)促性腺　超数排卵11．(2019·福州一中高二期末)嵌合体胚胎是指用四倍体(4n)胚胎与二倍体胚胎(2n)或胚

胎干细胞(ES 细胞)进行聚合，形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。嵌合体胚胎的构建常用方法如图，请据图分析回答下列问题：

(1)受精卵是胚胎发育的开端，图中的卵细胞达到______________________期，才具备受精的能力，而精子需经过______________过程才能和卵细胞结合。

(2)2n的 ES 细胞来自胚胎发育过程的________期，本实验中从功能上说明了该细胞___

_______________。(3)嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有_______________________。解析：(1)具有受精能力的卵细胞实际上是处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞；

精子必须先进入雌性生殖道并停留一段时间，才具备受精的能力，这一过程称为精子的获能。(2)囊胚期的细胞开始出现分化，出现内细胞团和滋养层，其中内细胞团细胞属于胚胎干细胞，在功能上具有发育的全能性。(3)嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植。答案：(1)减数第二次分裂中　精子获能　(2)囊胚　具有发育的全能性　(3)动物细胞的

培养、动物细胞融合和胚胎移植12．(2019·湖北部分重点高中联考)科研人员利用精子作为载体，将人胰岛素基因

(hINS)转入绵羊体内，以获得动物乳腺生物反应器。其技术流程如下：高考资源网版权所有，侵权必究！


请回答下列相关问题：(1)在受精前，要对精子进行____________处理。将早期胚胎移植至代孕母羊体内时，

不宜选择____________(填“原肠胚”“桑椹胚”或“囊胚”)时期的胚胎。为获得转基因母羊，在进行移植前，还需对胚胎进行____________。

(2)为初步了解 hINS是否能在转基因母羊中发挥所期望的功能，需从转基因母羊的乳腺细胞中提取________________，用________________与之进行核酸分子杂交，观察是否有杂交带。

(3)下图为 BLG—hINS重组质粒，BLG是绵羊的乳腺蛋白基因。在构建该质粒时，必须使用____________等工具。由于 BLG在____________细胞中特异性表达，且 BLG的调控区内有____________，所以将 hINS与 BLG的调控区重组在一起，能驱动胰岛素基因(hINS)

在生物反应器中特异性表达。

答案： (1)获能　原肠胚　性别鉴定　 (2)mRNA　人胰岛素基因探针　 (3)限制酶、DNA连接酶　乳腺　启动子

13．下图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题：

(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是________技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区别为前者是________，后者是________。

(2)一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理。体外授精前需对精子进行______

__处理。(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些____________外，还需要



添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等物质。为了防止培养过程中的污染，通常还需添加一定量的________。

(4)如果培育转基因荷斯坦奶牛，可采用________技术将药用蛋白基因导入到________

中，在检测受体细胞中的染色体 DNA上是否插入了目的基因时，常采用的方法是_______

_____技术，根据是否显示出杂交带进行鉴定。答案：(1)核移植　无性生殖　有性生殖(2)促性腺　获能(3)无机盐和有机盐类　抗生素(4)显微注射　受精卵　DNA 分子杂交14．某医院一名试管女婴出生，该女婴的父母身体健康。女婴的母亲 7年前生下一男

婴，孩子 1岁后发病夭折。5年后，她第二次怀孕，怀孕 6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，于是引产。夫妇二人最后来到医院做试管婴儿。医生培养了 7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎 1～2个细胞进行检查后，选择了两个活体胚胎进行移植，最后一个移植成功。据此资料回答下列问题：(1)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕、生产的过程的相同之处是______

______________；不同点在于__________________________________________

________________________________________________________________________。(2)血友病是伴 X染色体的隐性遗传病，如果用 B 和 b 分别表示正常基因和血友病基因，

则父母亲的基因型分别是____________和____________。医生抽取胚胎的 1～2个细胞后，可通过观察性染色体形态判断早期胚胎的性别，你认为医生应选用________性胚胎进行移植，原因是____________________________________________________________

________________________________________________________________________。解析：(1)试管婴儿技术和母亲正常怀孕、生产过程都包括精子与卵细胞结合形成受精

卵的过程，都属于有性生殖过程。(2)根据题意可知，男孩患病而亲代正常，则父母的基因型分别为 XBY 和 XBXb，在移植时选用女性胚胎，由于该胚胎从父亲那里接受 XB 基因，其一定表现正常。答案：(1)双亲产生的两性生殖细胞融合为受精卵　试管婴儿是“体外受精”后产生的

受精卵经初步发育后，再进行“胚胎移植”的产物(2)XBY　XBXb(顺序不能颠倒)　女　女性胚胎从父亲那里接受 XB 基因，表现型正常


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