1.体外授精常用的采卵方法有( )
①用促性腺激素处理后,从输卵管冲取卵子
②化学诱导法 ③电刺激法
④从活体动物卵巢吸取卵母细胞
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:选D。②化学诱导法是精子获能的一种方法;③电刺激法是采集精子的方法。
2.采集的卵母细胞,都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。以下原因不正确的是( )
A.卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B.动物排出的卵子成熟程度不同
C.体外人工培养至减数第二次分裂中期时,才算成熟
D.冲出的卵子还需要培养一段时间才能由小变大
解析:选D。冲出的卵子还不成熟,只有培养至减数第二次分裂中期时,才具有与精子受精的能力。在此之前,也要经历类似精子获能的处理。
3.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法,不正确的是( )
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同物种的一般健康牛
解析:选B。胚胎移植是繁殖优良种畜的最后一道工序,所提供的精子和卵子的供体必须是同一种物种的良种,而受体牛只要求是同种健康牛即可,一般不必是良种。
4.胚胎分割是一种现代生物技术,关于这一技术的叙述错误的是( )
A.胚胎分割技术可以将早期胚胎分割成多份
B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎
C.胚胎分割技术属于有性生殖方式,因此不属于克隆
D.胚胎分割技术不能分割任意时期的胚胎
解析:选C。胚胎分割的方法、结果、性质和时期。
5.不属于胚胎干细胞用途的是( )
A.阐明细胞分化中各调节因子的作用机制
B.在试管中改良创造动物新品种
C.生产有价值的药物
D.培育超级小老鼠
解析:选D。干细胞的研究在发育生物科学的基础研究中具有极其重要的作用。例如:细胞分化是发育生物学的核心问题之一,利用干细胞就可以将复杂的问题简单化,有利于阐明细胞分化中各调节因子的作用机制。通过胚胎干细胞,我们可以在试管中改良并创造动物新品种,再结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种,生产有价值的药物等。
6.(2011·徐州模拟)如图为经过体外授精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程,请回答下列问题:
(1)A细胞是________,在进行体外授精前要对精子进行________处理。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到________时期的胚胎进行操作。
(3)②指的是________。
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是
________________________________________________________________________。
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)受体母牛必须和供体牛属于________。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本题考查胚胎工程的应用。将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵,受精卵经过体外培养形成早期胚胎,为了快速繁育优良品种,可以采用胚胎分割的技术手段,即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同,所以性状表现很相似。在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,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。大量的研究已经证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
答案:(1)(次级)卵母细胞 获能
(2)桑椹胚或囊胚
(3)囊胚腔
(4)具有相同的遗传物质
(5)胚胎分割要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
(6)同一物种 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应
1.超数排卵的做法正确的是( )
A.口服促性腺激素
B.注射促性腺激素
C.口服或注射促性腺激素
D.以上方法均不正确
解析:选B。此题考查促性腺激素的化学成分及作用。促性腺激素的化学成分是多肽,只可注射,不能口服,若口服会被消化酶消化而失去生理作用。在具体解答时,考生容易忽视促性腺激素的化学本质,故误选A或C,再由于对超数排卵概念理解不到位,故误选D。
2.不同动物胚胎移植的时间不同,但一般不会在下列哪个时期移植( )
A.卵裂期 B.桑椹胚期
C.囊胚期 D.原肠胚期
解析:选D。一般来说胚胎分化程度越低,越有利于移植,按照哺乳动物胚胎发育的顺序:合子→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。在原肠胚期细胞出现了三胚层的分化,故不宜在此时期移植。
3.关于牛体外授精、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
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.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵,需培养到一定阶段才可移植
D.体外授精、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
解析:选C。卵母细胞要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植,移植入母体后继续发育形成幼体产出。
4.利用克隆技术培育良种牛时,如果多个供体细胞来自同一头牛,培育出的多个牛犊个体在性状上也不完全相同,分析其原因,下列哪些叙述是不正确的( )
A.性状变异可由环境条件引起
B.基因可能会发生突变
C.受体细胞的细胞质基因不同
D.细胞核基因发生了重组
解析:选D。在形成牛犊的过程中,细胞进行的是有丝分裂,有丝分裂不涉及基因重组,基因重组只出现在减数分裂过程中,一是减数第一次分裂前期(四分体时期),二是减数第一次分裂后期。
5.关于胚胎的早期培养的说法,不正确的是( )
A.精子和卵子可以在获能液中完成体外授精
B.受精卵可以在受精溶液中进行胚胎早期发育
C.精子和卵子在专用受精溶液中受精
D.受精后受精卵应移入发育培养液中培养
答案:B
6.表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛,产生这一结果最可能的原因是( )
A.试管动物培养 B.胚胎移植
C.胚胎分割移植 D.受精卵移植
解析:选C。考查动物细胞工程的内容和胚胎分割。表现型不同的母牛,其基因型一般不同,却生育出基因型完全相同的小牛,根据题目给出的选项,很可能是将胚胎分割后移入不同的母体。因为由一个胚胎分割开的细胞的基因型完全相同。
7.对供体母牛进行胚胎移植时,胚胎应发育到( )
A.桑椹胚或囊胚 B.囊胚或原肠胚
C.原肠胚 D.8细胞或16细胞
答案:A
8.下列有关动物胚胎移植的叙述中,错误的是( )
A.从受孕母畜体内取出的受精卵或胚胎均能移植
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.超数排卵技术要使用一定的激素
D.试管婴儿只有受精和早期卵裂过程在体外进行
解析:选A。解题流程:
9.胚胎干细胞是全能干细胞,可定向诱导分化为各种细胞组织、器官甚至于个体。胚胎干细胞研究的目的不包括( )
A.为烧伤病人植皮
B.为肾病患者进行肾移植
C.为不孕者培育婴儿
D.研究细胞分化机制
解析:选C。胚胎干细胞在体外培养,可以定向诱导分化为各种干细胞或组织细胞,也可以发育成生物器官甚至完整的个体,但人们研究胚胎干细胞不是用于人类的生殖,而是用于病人的细胞移植或器官移植。细胞分化的机制目前还不十分明了,胚胎干细胞这一原始细胞的体外培养是研究细胞分化的理想材料。
10.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中,错误的是( )
A.a过程表示干细胞能自我更新
B.b、c过程表示干细胞具有分化能力
C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同
D.b过程形成的细胞直接组成器官,供器官移植使用
解析:选D。据题图可知:a表示干细胞生成干细胞,即干细胞的自我更新;干细胞通过b、c生成了不同形态结构的细胞,表示细胞的分化过程;细胞分化的原因是遗传物质的选择性表达,故三条途径遗传信息的表达是不同的;细胞分化形成的是各种组织,还不能构成器官。
11.如图为牛胚胎移植示意图,请据图回答:
(1)胚胎移植对供体母牛、供体公牛、受体母牛的要求分别是________、________、________。
(2)牛胚胎移植程序中,①通常是采用________进行同期发情处理,然后②用________激素使供体母牛超数排卵。
(3)③对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到________或________阶段。
(4)④胚胎移植过程一般有________和________两种方法。
(5)冲卵的生理基础是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本题考查胚胎移植的基本操作过程及其生理基础。胚胎移植时,所用的供体母牛、供体公牛均为优质牛,受体母牛为普通牛即可。胚胎移植时供、受体牛必须处在相同的发情期,通常用性激素进行处理,然后用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。胚胎移植一般有手术法:引出受体子宫和卵巢,将胚胎注入子宫角,缝合创口;非手术法:将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位,注入胚胎。
答案:(1)优质母牛 优质公牛 普通母牛 (2)性激素 促性腺
(3)桑椹胚 囊胚 (4)手术法 非手术法
(5)早期胚胎形成后,处于游离状态,未与母体子宫建立组织上的联系
12.供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。如图是治疗性克隆的过程图解。
(1)正常情况下,去核的卵子取自于女性卵巢排卵后在输卵管中处于________期的卵子。
(2)重组细胞发育的过程中,细胞开始分化发生在__________期。
(3)治疗性克隆所用到的技术名称是________,要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用________技术。
(4)已知患者又是红绿色盲的女性,图中提供卵子的为完全正常的年轻女性。移植器官后,该患者所生育子代红绿色盲的情况是________________。
解析:本题综合考查了干细胞的分化及应用的知识,是一道综合性较强的资料分析题。由图解可分析出胚胎干细胞的培养过程,从图中可知细胞团是胚胎干细胞。由于胚胎干细胞分化程度低,具有发育成个体的能力,应用非常广,如应用于皮肤移植等。
答案:(1)减数第二次分裂中
(2)囊胚
(3)核移植技术 胚胎分割
(4)男孩红绿色盲,女孩不一定
13.下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答;
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的________________中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是________________。在体外培养条件下,培养液中加入________因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将图中的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________,其原因是________________。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的________期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用________细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌________的杂交瘤细胞。
解析:本题主要考查了干细胞的概念和分化程度。细胞分化的本质是基因的选择性表达;胚胎干细胞可以分化成不同种类的细胞,造血干细胞可以分化出各种血细胞。克隆技术的本质是细胞核基因的全部有序地表达,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核。
答案:(1)囊胚 原始性腺细胞 (2)胚胎干细胞 分化诱导 (3)选择性表达 (4)造血干 (5)红细胞 哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核 (6)间 (7)B淋巴 特异性抗体(时间90分钟 满分100分)
一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,满分50分)
1.牛排卵时,细胞所处时期为( )
A.卵原细胞 B.初级卵母细胞
C.成熟卵细胞 D.次级卵母细胞
解析:选D。分析比较卵细胞的形成和受精作用,排卵是在减数第二次分裂时期。
2.受精时精子穿入( )
A.卵原细胞 B.初级卵母细胞
C.次级卵母细胞 D.成熟卵细胞
解析:选C。获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带,精子细胞膜与卵细胞膜融合,卵细胞膜发生变化,激活停留在减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,继续完成减数第二次分裂后,卵子的细胞核与精子的细胞核融合形成受精卵。
3.奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊,以增加牛奶产量。可以采取的方法是( )
A.通过分离出X精子与卵子结合受精
B.通过分离出X精子和Y精子并与卵子结合受精
C.通过分离出Y精子并与卵子结合受精
D.通过分离含X、Y染色体的精子与卵子结合受精
解析:选A。奶牛属于XY型性别决定的生物。由于精子有X和Y两种类型,而卵子只有X一种类型,所以决定牛犊性别的关键是哪种类型的精子与卵子结合。要想获得雌性牛犊,通过分离出X精子与卵子结合即可。
4.以下对于胚胎分割的描述,正确的是( )
A.只能对囊胚期细胞进行分割
B.囊胚阶段的胚胎分割份数越多,产生相同基因型的后代个数越多
C.胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同
D.内细胞团一般到囊胚期才出现,胚胎分割时最好将其均等分割,移植成功率才高
解析:选D。胚胎分割可以选择桑椹胚或囊胚期细胞进行分割,可分为2等份、4等份、8等份等,但胚胎分割份数越多,操作越难做到均等分割,成功率也降低;胚胎分割产生的后代个体基因型完全相同;内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。分割时要将内细胞团均等分割,否则会影响内细胞团的正常发育,降低移植成功率。
5.良种试管牛的繁殖过程是:用激素促进甲牛多排卵,然后把卵细胞在体外与人工采集的乙牛的精子进行受精,在特定培养基上培育成早期胚胎,再把早期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.产生试管牛的生殖方式属于有性生殖
B.处理甲牛的激素可能是孕激素
C.甲牛、乙牛对该试管牛核基因贡献相同
D.该技术可应用于加速优良种畜的繁殖
解析:选B。试管牛的获得经过了精卵结合,属有性生殖;处理甲牛的激素为促性腺激素;甲牛提供卵子,乙牛提供精子,二者贡献的核基因相同;该技术利于优良种畜的快速繁殖。
6.雌性动物卵母细胞减数分裂过程中,着丝粒的分裂发生在( )
A.初级卵母细胞的形成过程中
B.次级卵母细胞的形成过程中
C.精子入卵后
D.卵裂过程中
解析:选C。在卵细胞形成的过程中,着丝粒的分裂发生在减数第二次分裂过程中。具体过程是:在雌性动物排卵前后,初级卵母细胞进行减数第一次分裂得到次级卵母细胞,次级卵母细胞由卵巢排出进入输卵管中准备受精,当遇到精子后,有一个精子头部进入卵膜内时,激发次级卵母细胞进行减数第二次分裂,着丝粒分裂,形成成熟卵子和第二极体。
7.哺乳动物体外授精的过程是( )
①采卵 ②收集精子 ③卵母细胞的人工培养 ④精子获能处理 ⑤精子和成熟卵子在受精溶液中共同培养 ⑥精子培养 ⑦卵母细胞获能 ⑧体外授精 ⑨受精卵培养
解析:选B。哺乳动物体外授精的过程主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集与获能、受精等几个步骤。从动物体内采集到的精子必须获能后才能与发育成熟的卵子受精。受精的过程要在获能液或专用的受精溶液中培养一段时间才能完成。完成获能的精子与卵细胞受精后开始了胚胎的发育过程。
8.加拿大的荷斯坦奶牛每年产奶量可达10 t以上。我国引进了1000头牛胚胎,是由荷斯坦公牛的精子和荷斯坦母牛的卵细胞受精后形成的,并移植到黑龙江当地的受体牛中。这些牛产下的牛犊育成后,可替代年产奶量不足3 t的当地奶牛。这些牛犊的优良性状( )
A.只来自荷斯坦公牛
B.只来自荷斯坦母牛
C.来自荷斯坦公牛和母牛
D.来自黑龙江当地奶牛
解析:选C。引进的牛胚胎是由荷斯坦牛的精子和卵细胞受精后发育而成的,细胞内的基因来自荷斯坦公牛和母牛,所以生产的牛犊的性状与荷斯坦公牛和母牛一致。黑龙江当地母牛作为“代孕妈妈”,只是为牛胚胎的发育提供了生理环境。
9.下列叙述中错误的是( )
①受精卵中的全部遗传物质的一半来自精子 ②男性两侧输精管结扎后,睾丸仍能产生精子,男性的第二性征不变③受精卵中细胞核基因一半来自精子,一半来自卵细胞 ④受精过程是指精子和卵细胞的细胞核融合
A.①②③ B.①④
C.②③④ D.①③④
解析:选B。受精过程包括精子和卵细胞的细胞质、细胞核的融合,形成的受精卵中的细胞核基因一半来自精子,一半来自卵细胞,但细胞质基因绝大部分来自卵细胞。因为卵细胞大,含细胞质多,而精子小,含细胞质少,并且在受精时,由细胞质组成的精子尾部留在外面,不参与受精卵的构成。男性结扎的输精管只是精子排出的通道,所以结扎后并不影响睾丸产生精子。第二性征是由性激素控制的,而睾丸产生的雄性激素是由血液运输的,而不是由输精管运输,所以结扎后也不影响男性的第二性征。
10.研究表明,大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行,胚胎的体积并不增大,但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量(核/质)的比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是( )
解析:选A。在卵裂阶段,细胞数目随分裂而增多,但总体积基本不变,消耗的营养物质为受精卵的卵黄,不从外界获取,所以核质量逐渐增多,细胞质质量减少,核质质量比逐渐增大。
11.“多莉”羊的产生与下列哪些技术有关( )
①人工授精 ②胚胎移植 ③正常妊娠 ④体外培养 ⑤核移植
A.①③④⑤ B.②③④⑤
C.①②③④ D.①②③⑤
解析:选B。“多莉”羊的产生属于克隆,即动物体细胞核移植得到重组细胞,再经体外培养至早期胚胎而后移植到代孕母亲子宫内,分娩的幼体,即为“多利”。
12.下列属于胚胎工程最后一道“工序”的是( )
A.体外授精 B.早期胚胎培养
C.胚胎移植 D.胚胎分割
解析:选C。在胚胎工程中通过任何一项技术,如转基因、核移植或体外授精等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。因此,胚胎移植是胚胎工程技术的最后一道“工序”。
13.干细胞是一类保持旺盛分裂能力,将来可以分化成不同组织细胞的细胞群,在高等动物胚胎发育过程中,不能作为胚胎干细胞来源的是哪些时期的细胞( )
①受精卵 ②卵裂期 ③囊胚期 ④原肠胚期 ⑤原肠胚晚期
A.①⑤ B.③④⑤
C.①③⑤ D.④⑤
解析:选D。胚胎干细胞也称为全能干细胞,可来源于早期囊胚及囊胚之前的卵裂期,而原肠胚时期细胞已经发生了分化,故不能作为胚胎干细胞的来源。
14.下列说法不正确的是( )
A.胚胎工程技术包括体外授精、胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割等
B.试管牛的培育过程属于克隆过程
C.提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体叫“受体”
D.胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程
解析:选B。胚胎移植属于有性生殖,而克隆是无性生殖。
15.一般情况下,下列细胞分化程度由高到低的顺序依次是( )
①卵子 ②受精卵 ③胚胎干细胞 ④造血干细胞
⑤神经细胞
A.⑤①②③④ B.⑤③①②④
C.⑤①④②③ D.⑤①④③②
解析:选D。这五种细胞中,神经细胞是高度分化的体细胞,卵子也发生了较高程度的细胞分化,而受精卵是尚未分化的细胞,胚胎干细胞和造血干细胞的分化程度都较低,但造血干细胞是由胚胎干细胞进一步分化形成的。
16.下列关于捐献骨髓的叙述,正确的是( )
A.一个人捐献的骨髓可以移植给所有需要骨髓移植的人
B.由于捐献者失去部分骨髓,所以对捐献者的影响很大
C.由于人具有特异性免疫系统,所以一个需要骨髓移植的人必须从成千上万个捐献的骨髓中才能找到合适的
D.由于造血干细胞主要存在于骨髓中,所以必须从捐献者的骨髓中才能获得造血干细胞
解析:选C。骨髓移植前,必须选取合适配型的供体,以免出现免疫排斥现象。造血干细胞的来源有:骨髓、外周血、脐带和胎盘。从正常人体中抽取一定量的骨髓是无害的,骨髓中的造血干细胞通过增殖会很快恢复到原来的状态。
17.镰刀型细胞贫血症是一种遗传病,病人不能产生正常的血细胞。在缺氧条件下,病人红细胞变形为镰刀状,失去运输氧气的能力。现在要用造血干细胞移植技术来治疗此病人,你认为最佳的医治方案是( )
A.将符合要求的造血干细胞直接植入病人的循环系统
B.将符合要求的造血干细胞移入病人的造血系统
C.将符合要求的造血干细胞移入病人的血液
D.将符合要求的红细胞植入病人的血液和造血系统
解析:选B。造血干细胞是一种多能干细胞,在一定条件下可以增殖和分化为多种组织细胞。镰刀型细胞贫血症是病人的造血系统不能产生正常的红细胞,因此通过造血干细胞移植技术,将符合要求的造血干细胞植入病人的造血系统,就可以源源不断地产生正常的红细胞,释放进入血液来替代衰老死亡的红细胞,使病人的血液恢复正常功能。造血干细胞增殖、分化为红细胞需要一定的环境条件,因此必须将其植入造血系统,而不是植入血液。
18.下列关于胚胎干细胞特点的叙述中不正确的是( )
A.当受精卵发育成囊胚时,所有的细胞都是胚胎干细胞
B.胚胎干细胞是一种未分化的细胞,具有发育全能性
C.在适当的条件下,胚胎干细胞可以分化为多种细胞和组织
D.培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系,必须能促进干细胞生长的同时还要抑制干细胞的分化
解析:选A。当受精卵发育成早期胚胎(囊胚)时,内细胞团的细胞是胚胎干细胞,具有发育的全能性。培养时需一种培养体系,必须既能促进干细胞的生长,同时,还要抑制干细胞的分化。
19.(2011·高考江苏卷)下列关于胚胎工程的叙述,错误的是
A.体外授精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需要加入血清
D.试管婴儿技术主要包括体外授精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析:选B。受精卵发育到囊胚阶段就可以进行胚胎移植,所以B选项的叙述是错误的。
20.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞,可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞,再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是( )
A.各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
B.胚胎干细胞有细胞周期,神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C.造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
D.肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程表现了细胞的全能性
解析:选D。细胞的全能性是指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。分化过程是不可逆的,是基因选择性表达的结果。高度分化的不再分裂的神经细胞不具有细胞周期。
二、非选择题(本题共4小题,满分50分)
21.(14分)自然情况下,牛的生育率很低,通过现代科技手段,可以实现良种牛的快速繁殖。请回答下列问题:
(1)现有一头良种雄性黄牛,请你提供一种简便的方法,使这头公牛一年内繁殖数千头自己的后代。
(2)现有一头良种雌性黄牛,采用胚胎移植的方法,可使这头良种母牛一年生下数十头自己的后代。简述操作步骤(至少写出其中的4个重要步骤)。
(3)采用什么方法可以使普通黄牛产下奶牛、良种肉牛等多个品种小牛?
解析:(1)人工授精是指用相应的器械采集公畜的精液,再将其注入到正在发情的母畜生殖道内,使母畜受孕的过程,人工授精能有效发挥优良公畜的特性。
(2)胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖能力,缩短了供体本身的繁殖周期,同时超数排卵和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几到几十倍的后代。
(3)胚胎的来源:①可以体内授精(人工或自然)→收集胚胎;②获得精子和卵细胞→体外授精→体外胚胎培养。
以上两种途径获得的胚胎,移植到普通受体牛子宫内,妊娠产下后代,可以在很大程度上缓解良种母畜供应不足的矛盾。
答案:(1)人工授精。(2)①用激素对良种母牛(供体)、代孕母牛(受体)进行同期发情处理;②用激素使供体母牛超数排卵;③配种(自然交配)或人工授精;④收集胚胎;⑤胚胎(分割)移植;⑥受体母牛妊娠检查;⑦受体母牛产下后代。(3)体外授精、早期胚胎的体外培养、胚胎移植。
22.(12分)为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法:
请根据图示信息回答:
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的细胞工程技术有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)E牛的性别是________________。
(3)产生F牛的理论依据是____________ ,其生殖方式属于____________ 。
(4)要培育高产奶率的转基因牛,则目的基因的受体细胞一般是____________。转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的______________等细胞器。
解析:试管牛是体外授精作为前提,克隆牛采取的是核移植的原理,最终都要经过细胞培养和胚胎移植才能完成;E牛来自于受精卵无法确定具体的性别;F牛是通过C牛的细胞核移植获得,体现细胞核的全能性,没有经过受精作用,只是通过细胞分裂,故为无性生殖;动物体细胞的全能性很难实现,一般用核移植的方法进行克隆。
答案:(1)细胞培养、胚胎移植 (2)雌性或雄性
(3)细胞核的全能性 无性生殖
(4)受精卵 内质网、高尔基体、线粒体
23.(10分)以小鼠为对象进行研究工作,请分析回答下列问题:
(1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下(光照14 h,黑暗10 h)饲养成年雌鼠,并注射促性腺激素,目的是____________。然后从雌鼠输卵管中取出卵子,在一定条件下培养成熟;并从雄鼠附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
再在37 ℃、5% CO2条件下,精卵共同作用4 h,冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化,第5天以后看到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎________期开始的标志。
(2)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中,由重组细胞发育成小鼠丙,则小鼠丙的全部基因来源于
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠授精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)在胚胎工程中,为使良种动物超数排卵,可注射促性腺激素。在体外授精过程中,精子需培养一段时间,使其获能后,才能与成熟的卵子完成受精作用。胚胎发育过程中,由受精卵经卵裂后,发育到囊胚期,此期间胚胎内部会出现囊胚腔。
(2)在核移植实验中,形成的重组细胞的基因一部分来自供核细胞的核基因,另一部分来自供质细胞的细胞质基因。
(3)基因工程中,转基因受精卵死亡的原因可能是外源基因的导入导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达。
答案:(1)促进排卵(或超数排卵) 使精子获能 囊胚
(2)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基因
(3)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
24.(14分)仔细阅读下文,回答问题。
留下脐血不怕白血病——我国首家“生命银行”开张
据报道,我国首家“生命银行”——协和脐血干细胞自体储存库于2001年11月11日正式向市民开放。家长可把孩子出生时的脐血放在这里保存,当孩子日后万一患血液疾病或恶性肿瘤时,便可取出脐血为他移植治疗。
脐血是新生婴儿脐带在被结扎后由胎盘脐带流出的血。据干细胞库咨询医师介绍,目前比较成熟的研究成果表明,脐血中含有大量未成熟的造血干细胞,将脐血干细胞移植,对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病的治疗具有疗效。与骨髓干细胞移植相比,脐血干细胞移植属自体移植,不会因寻找适合骨髓的等待而延误治疗时机,且排斥反应很小,医疗费用也较低。此外,脐血干细胞移植作为恶性肿瘤治疗的辅助疗法,能明显减轻化疗、放疗所引发的不良反应。
该库陆敏博士介绍说,医学界还实验性地将干细胞移植用于治疗心脑血管疾病、糖尿病、皮肤烧伤、神经功能性疾病等方面,而且都有成功的实例。
我国脐带血的研究是从20世纪90年代开始的。2001年4月18日,天津一对夫妻将孩子的脐血第一个放进了只备自己使用的脐血库中。一个月后,北京第一份自体储存的脐血也入库储存。两份脐血正被保存在零下196℃的液氮低温罐中。专家说,从理论上讲,可以终生保存和受益。
(1)保留下脐血,主要是因为脐血中含有大量未成熟的________干细胞。从免疫学角度分析,脐血自身移植的优点有__________________________。
(2)干细胞是一类具有分裂能力的细胞,可以分为__________、____________、____________。
(3)多能干细胞与分化程度较高的细胞具有相同的遗传物质吗?
(4)造血干细胞除了分布在脐血中,还分布在
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)观察下图,分析干细胞与各种细胞之间的关系,用一句话概括说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:干细胞是指具有分化能力的细胞,具有再生各种组织器官和完整个体的能力。在生命成长和发育中可起主干作用,医学界将其称为“万能细胞”,它可以分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。脐血中含有大量的造血干细胞,可以分化为各种血细胞。在进行自身移植时基本没有免疫排斥反应。
答案:(1)造血 基本没有免疫排斥反应
(2)全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞
(3)多能干细胞的分化是建立在有丝分裂的基础上,故二者均由同一受精卵通过有丝分裂形成,具有相同的遗传物质。
(4)骨髓、外周血
(5)血液和淋巴中的各种细胞都是由造血干细胞分化而来的1.下列关于精子形成过程的说法,错误的是( )
A.哺乳动物的精子发生在睾丸内
B.曲细精管中有精原细胞经数次有丝分裂形成的精子细胞
C.精子细胞中的染色体是初级精母细胞的一半
D.哺乳动物的精子外形分头、中段和尾三大部分
解析:选B。精原细胞经有丝分裂形成初级精母细胞,再经过减数分裂形成精子细胞。
2.初级卵母细胞的减数第一次分裂完成于( )
A.排卵前后,在卵巢内 B.受精前,在卵巢内
C.排卵前后,在输卵管 D.受精时,在输卵管内
解析:选A。雌性动物的减数分裂第一次分裂完成于动物排卵前后,在卵巢内进行,其结果是生成一个次级卵母细胞和一个极体,然后进入输卵管,准备与精子受精。
3.关于受精作用,下列说法错误的是( )
A.受精作用发生在输卵管中
B.受精前精子和卵子已经完成减数第二次分裂
C.精子与卵子的相互识别依靠细胞膜上的糖蛋白
D.精子进入卵子后,发生卵黄膜封闭作用阻止其他精子的进入
解析:选B。精子和卵子结合过程中次级卵母细胞才完成减数第二次分裂。
4.关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法不正确的是( )
A.桑椹胚的各细胞结构功能基本相同
B.囊胚期细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变
C.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的
D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异不是复制水平上的差异,而是转录水平上的差异引起的
解析:选C。细胞分化并非遗传物质的改变,而是基因的选择性表达的结果,即转录水平上的调控。
5.(2011·重庆市联考诊断)下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是( )
A.雌性动物排卵后遇精子即完成受精
B.胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化,这是由于基因开始进行选择性表达
C.动物卵细胞形成过程始于初情期后
D.动物的个体发育过程是:受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体
解析:选B。本题综合考查了精子、卵子的生成、受精作用和胚胎发育的过程,以及理解能力、分析判断能力等。
雌性动物排出的卵子并非成熟的卵子,即使遇到精子,也要在继续成熟至减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力。胚胎在桑椹胚后继续发育至囊胚时开始分化,分化的实质是基因的选择性表达,动物卵子的发生始于性别分化后(胚胎时期)。动物个体发育包括了胚胎发育和胚后发育,D项的发育过程为胚胎发育过程,而非整个个体发育过程,不要混淆概念,据以上分析可知,只有B项正确。
6.(2011·黄冈调研)如图为哺乳动物卵巢、卵泡和卵子关系示意图,请据图回答:
(1)卵子的发生是在雌性动物的________中完成的,哺乳动物卵子的发生从
________________开始。
(2)写出各个标号的名称:
①________;②________;③________;④________。
(3)从①到③发生了________,细胞内染色体数目发生什么变化?__________________。
(4)③其实并不是成熟的卵细胞,而且也不是一个细胞,它包括________和________,卵细胞形成的减数第二次分裂过程是在________时完成的。
解析:(1)女性胚胎一旦形成卵巢结构,即进行减数第一次分裂,开始了卵子的发生,生成的初级卵母细胞包埋在卵泡内,这些卵泡在出生之前就已大量地在卵巢内储备好了。
(2)初级卵母细胞包埋在大量的卵泡细胞中,构成卵泡结构。排卵时,卵泡破裂,卵母细胞附带一些卵泡细胞排出,剩余的卵泡残余结构发育成黄体,卵子若未受精,黄体自行消失。
(3)MⅠ完成发生在排卵前后,形成次级卵母细胞和第一极体,染色体数目减半。
(4)次级卵母细胞的MⅡ分裂发生在受精时,第二极体的产生是受精进行的直观标志。
答案:(1)卵巢 胚胎性别分化以后
(2)初级卵母细胞 卵泡 排出的卵细胞 黄体
(3)减数第一次分裂 染色体数目减半
(4)次级卵母细胞 第一极体 受精
1.关于精子的描述,错误的是( )
A.由精子细胞变形形成
B.精子一旦形成,便有了受精能力
C.精子头侧面观呈梨形
D.精子是处于最后发育阶段的生殖细胞
解析:选B。精子在受精前有一个准备阶段,需要在雌性动物生殖道内完成获能过程,才能进行受精。
2.下列关于精子的说法,不正确的是( )
A.精子的发生从初情期开始
B.它与卵细胞的受精发生在子宫内
C.精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体
D.精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落
解析:选B。精子的发生从初情期开始。精子细胞变形为精子时,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘而保留下来,细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,最后脱落。受精作用发生在输卵管内而不是子宫内。
3.下列与卵细胞有关的说法正确的是( )
A.成熟精子遇到卵子便可以发生受精作用
B.排出成熟卵子细胞的过程即为排卵
C.卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D.卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子受精时
答案:D
4.桑椹胚是指( )
A.含有一个充满液体的腔
B.总体积大于受精卵
C.受精卵不断分裂后形成
D.外面无透明带
解析:选C。桑椹胚阶段细胞数目大约为32个,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹。这一阶段的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。
5.我国首例“虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生,利用了雄虎的精子和雌狮的卵子体外受精而产生,完成这一过程需要解决的问题是( )
A.精子在体外用获能物质的处理
B.用化学物质处理掉卵黄膜便于精子进入
C.抽取精子、卵子的细胞核进行融合
D.精子入卵后进行人工处理防止多精入卵
解析:选A。精子获能后才具备受精能力,因此体外受精要给予获能处理;精子入卵后自然会形成两道屏障防止多精入卵,入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核,二者融合成合子后受精完成,而不是二者原有细胞核的融合,因此B、C、D三项没有必要。
6.在高等动物的胚胎发育过程中从哪一阶段发生了细胞分化( )
A.8细胞胚 B.桑椹胚
C.囊胚 D.原肠胚
解析:选C。从囊胚开始出现细胞分化。聚集在胚胎一端,个体较大的细胞,称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,而沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,称为滋养层细胞,它们将来发育成胎膜和胎盘。
7.受精完成的标志是( )
A.雌、雄原核形成
B.精卵相遇,发生顶体反应
C.精子接触透明带
D.卵黄膜和透明带间出现两个极体
解析:选D。精子是与MⅡ分裂中期的次级卵母细胞结合受精的,当受精以后次级卵母细胞继续完成MⅡ分裂,这样就可在卵黄膜和透明带之间出现两个极体,这是受精的标志。
8.下列说法正确的是( )
A.卵裂期细胞经过了细胞分裂,不再分化
B.原肠胚细胞属于全能细胞
C.囊胚腔先于原肠腔出现
D.桑椹胚开始进行孵化
解析:选C。早期胚胎发育阶段顺序是:卵裂期后形成早期胚胎,桑椹胚→囊胚→原肠胚,桑椹胚前的细胞属于全能细胞,囊胚期细胞分化,出现囊胚腔,进一步发育而孵化,孵化后形成原肠胚,出现原肠腔。
9.下列关于哺乳动物胚胎发育顺序排列正确的是( )
A.卵裂→囊胚→桑椹胚→原肠胚
B.卵裂→受精卵→囊胚→桑椹胚→原肠胚
C.受精卵→卵裂→囊胚→桑椹胚→原肠胚
D.受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚
答案:D。
10.下列关于受精作用的叙述错误的是( )
A.受精作用进行时,通常是精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
B.一旦卵细胞与一个精子结合后,卵细胞膜会发生变化,以阻止其他精子再进入
C.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方。受精卵中的DNA也同样是一半来自父方,一半来自母方
D.受精前的卵细胞代谢较慢,受精后的卵细胞十分活跃
解析:选C。受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方,使得细胞核中的DNA一半来自父方,一半来自母方,细胞质中的DNA主要来自卵细胞,即来自母方。
11.右图为成熟精子的结构示意图,请据图完成下列问题。([ ]内填号码)
(1)图中[ ]顶体是由__________发育来的,在受精作用时发生________反应,释放________,溶解卵泡细胞之间的物质和透明带。
(2)④由________演变而成,③聚集许多________,这是与________相适应的。
(3)获能的精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜完成受精作用,会产生________、________两次生理反应,阻止其他精子入内。
解析:本题考查精子的结构及其各部分结构之间的关系,注意结构③为尾基部的线粒体鞘膜,其内聚集了很多线粒体,可为精子的运动提供能量。
答案:(1)② 高尔基体 顶体 顶体酶
(2)中心体 线粒体 尾部运动需要消耗大量能量
(3)透明带反应 卵黄膜封闭作用
12.如图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答有关问题:
(1)图中A是________,B是________,E(过程)是指________,阶段C是指个体发育的________(时期),阶段D是指个体发育的________(时期)。
(2)当观察到第二极体时,可以表明________________。
(3)能发生染色体的着丝粒分裂的阶段是____(填序号)。
(4)①阶段存在的变异方式有
________________________________________________________________________。
解析:本题考查卵子形成过程中的有关知识。(1)图中①为有丝分裂,可增加卵原细胞的数量,卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞;③、④为减数分裂,只有在受精后,次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂,因此E是受精,B是合子;卵泡的形成是在胎儿期,减数分裂是从初情期开始的,因此阶段C为胎儿期;阶段D为初情期后;
(2)当观察到第二极体时,表明卵子已经完成了受精作用;
(3)着丝粒分裂可发生在有丝分裂中,也可发生在减数第二次分裂中,因此为①、④;(4)有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异,没有基因重组。
答案:(1)第一极体 合子 受精 胎儿期 初情期后
(2)卵子已经完成了受精 (3)①④
(4)基因突变、染色体变异
13.下图为海星胚胎发育过程中某时期的示意图,请据图完成问题:
(1)该时期为胚胎发育过程的________期,其内的空腔称为________,随着胚胎发育的进行,该腔的容积将逐渐________。
(2)该图上一时期为________,该图下一时期为________________。
(3)请在图中用箭头标出细胞a和b的移动方向。
(4)在该图的下一时期,a细胞最可能成为________胚层的一部分,b细胞最可能成为________胚层的一部分。
答案:(1)囊胚 囊胚腔 缩小 (2)卵裂期 原肠胚期
(3)如下图所示(a细胞外包,b细胞内陷) (4)外 内