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2.3胚胎工程
一、单选题
1.(2022高三上·广东开学考)下列关于胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.胚胎移植中,需对受体进行超数排卵处理
B.为保证移植成功率,应将胚胎培养至原肠胚再进行移植
C.囊胚中的内细胞团和滋养层核基因相同,但是全能性高低不同
D.为避免代孕动物对植入胚胎产生排斥反应,应对其注射免疫抑制剂
2.(2020高二下·盐城期末)进行胚胎移植时,常选用的胚胎时期是( )
A.受精卵 B.桑椹胚或囊胚
C.原肠胚 D.胎儿
3.(2020高二上·滨海期末)分割及移植技术可用于繁殖优质奶羊,下列有关叙述不正确的是( )
A.需用激素对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B.人工受精后的一定时间内收集供体原肠胚用于胚胎分割
C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D.可鉴定早期胚胎的性别满足生产上对性别的特定要求
4.(2021高三上·浙江月考)下列关于胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.精子和卵细胞共培养进行体外受精时,需在培养液中添加ATP为精子供能
B.选择早期囊胚进行胚胎移植时,需将囊胚移植到受体的子宫角
C.胚胎分割时,为保证对囊胚进行均等分割,需用胰酶处理囊胚使其分散为单细胞
D.为获得大量胚胎干细胞,培养时需添加饲养层抑制胚胎干细胞的分裂
5.(2020高二下·盐城期末)下图表示培育某种嵌合体幼鼠的实验操作流程。下列有关叙述正确的是( )
A.受精卵形成8细胞胚后,细胞全能性丧失
B.嵌合体幼鼠的遗传物质与白鼠的遗传物质完全相同
C.过程①中细胞分裂方式为减数分裂
D.代孕母鼠需进行同期发情处理
6.(2020高三上·通榆月考)关于高等动物的卵细胞、精子以及受精作用的描述,正确的是( )
A.每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B.受精卵中的DNA一半来自于卵细胞,一半来自于精子
C.进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
D.卵细胞、精子彼此结合的机会相等,因为它们的基因组成相同
7.(2023高二下·吉林期末)胚胎工程的许多技术,实际上是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育进行的模拟操作。下图表示受精作用和早期胚胎发育的基本过程。下列叙述正确的是( )
A.卵子在输卵管中成熟到MⅠ期时才具备与精子受精的能力
B.透明带反应一般会在精子入卵后立即发生,以阻止多精入卵
C.受精卵在卵裂时,其胚胎细胞数量和胚胎体积会不断增加
D.胚胎发育到囊胚阶段,会分化形成内细胞团和滋养层细胞
8.(2021高三上·浙江期中)下列关于胚胎工程中涉及到的技术方法及其应用,叙述正确的是( )
A.体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植是胚胎工程各项技术的必须环节
B.胚胎分割可得到多个遗传物质相同胚胎,可用于研究遗传-环境的相互作用
C.体外受精得到的胚胎须发育到囊胚阶段才能移植到输卵管
D.在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,易诱导胚胎干细胞分化
9.(2023高二下·哈尔滨期末)胚胎工程的许多技术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。以下关于胚胎的早期发育过程正确的是( )
A.受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂
B.卵裂时期胚胎的总体积开始逐渐增加
C.桑葚胚内部开始出现含有液体的腔
D.囊胚阶段分化出三个胚层导致透明带破裂
10.(2021高二下·渭滨期末)以下有关哺乳动物体外受精叙述不正确的是( )
A.哺乳动物的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、受精几个阶段
B.直接从活体动物卵巢中吸取采集的卵母细胞,需要体外经人工培养至MⅡ中期
C.对于牛羊等家畜的精子在体外进行获能处理时,一般用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行处理
D.给实验动物注射促性腺激素,使其产生更多的精子
11.(2022高一下·南阳期中)在哺乳动物细胞分裂和受精作用中,下表中的生理过程与相关行为对应错误的是( )
选项 生理过程 相关行为
A 有丝分裂 一直有同源染色体,但是同源染色体没有特殊行为
B 减数分裂 一直存在同源染色体,且有同源染色体的特殊行为
C 受精作用 染色体数目加倍,同源染色体分别来自父本和母本
D 胚胎发育 持续进行有丝分裂,并出现分化
A.A B.B C.C D.D
12.(2021高二下·十堰期中)下列关于胚胎工程的叙述,不正确的是( )
A.哺乳动物体细胞核移植的成功率小于胚胎细胞核移植
B.诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不需要加入饲养层细胞
C.胚胎分割技术可以获得基因型相同的个体
D.胚胎分割的次数越多,产生的新个体也就越多
13.(2023高二下·临泉月考)“三亲婴儿”的培育过程的技术流程如下图,相关叙述正确的是( )
A.该培育过程涉及动物细胞培养、细胞核移植、体外受精等技术
B.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
C.卵母细胞捐献者的红绿色盲基因能够传递给“三亲婴儿”
D.将精子放入一定浓度的肝素溶液中是为了让精子获得能量
14.下列关于胚胎移植的叙述,正确的是( )
A.经胚胎移植获得的动物体都与供体的性别保持一致
B.供、受体要进行同期发情处理
C.应选择遗传性能和生产性能都优秀的个体作为受体
D.移植前先要通过免疫排斥反应实验对胚胎进行检查
15.(2023高二下·长春期末)动物细胞培养是动物克隆的基础,如下图所示,a、b、c表示现代生物工程技术,①、②、③分别表示其结果,请据图回答,下列说法正确的是( )
A.a如果是核移植技术,则①体现了动物细胞的全能性
B.b如果是体外受精技术,②的产生属于有性生殖,该技术为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
C.c如果是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表型一定相同
D.①②③中的受体(代孕母体)均需经过一定的激素处理,以达到超数排卵和同期发情的目的
16.(2023高二下·金华期末)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞(下图标号1)注射到白色小鼠囊胚腔中,接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠(Mc)。部分过程的示意图如下,图中标号表示结构或过程。下列叙述错误的是( )
A.1经分裂分化后能成Mc的多种组织
B.3进行体外胚胎干细胞培养可获得Mc
C.4将发育成胎膜和胎盘的一部分
D.5过程需对代孕小鼠进行同期发情处理
17.(2021高二下·福州期中)下列关于胚胎移植生理学基础的说法,错误是( )
A.早期胚胎处于游离状态,为胚胎的移植提供了可能
B.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理、组织的联系,这是供体胚胎正常发育的生理基础
C.受体子宫与外来胚胎不发生排斥反应,这为胚胎在受体内存活提供了可能
D.胚胎移植产下的个体在细胞质基因控制的性状上与受体性状相似
18.(2023高二下·南岗期末)下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.体内受精、体外受精的共同点是受精前精子均需获能
B.囊胚期的内细胞团,将来可发育为胎儿的各种组织
C.对桑葚胚或囊胚进行分割处理,可培育出基因型相同的两个新个体
D.经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与受体保持一致
19.(2020高三上·浙江月考)下列关于胚胎分割的叙述,正确的是( )
A.对早期囊胚进行胚胎分割的技术关键是将内细胞团均等分割
B.胚胎分割成功率较高的是同卵双胎,因为二分胚可以保证遗传物质平均分配
C.胚胎分割的同时进行性别鉴定,可以取内细胞团细胞做染色体分析
D.分割的胚胎移植之前需要对代孕母注射促性腺激素以超数排卵
20.(2022高二下·南阳期中)胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示。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的基因型相同
C.d可直接移植给受体,且得到的两只小牛的性状不完全相同
D.图中“小牛”的性别可能为雄性或雌性
21.DNA甲基化对于特定类型细胞基因表达的建立与维持起关键性作用。在哺乳动物的生殖细胞形成过程和胚胎早期,某些基因通过大规模的去甲基化和再甲基化过程进行重新编程,从而产生具有发育潜能的细胞。下列有关基因甲基化的叙述,错误的是( )
A.基因甲基化异常可引起某些基因表达异常,导致细胞的生命历程异常
B.特定阶段的细胞基因甲基化程度与细胞全能性的大小相关
C.高度分化的细胞不存在基因的甲基化
D.基因的去甲基化可调控遗传信息的表达
22.下列关于哺乳动物受精过程和胚胎发育的叙述,错误的是( )
A.受精的场所是输卵管,胚胎开始发育的场所也是输卵管
B.受精过程中,获能的精子与卵子相遇时,可释放多种酶
C.在卵细胞膜和细胞核之间观察到两个极体,说明卵子已经完成了受精
D.胚胎发育过程中,细胞分化开始于囊胚期
23.(2020高三上·深圳月考)细胞作为生命活动的基本单位,其结构和功能相统一。下列有关叙述正确的是( )
A.真核细胞中的细胞骨架由纤维素构成,可维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性
B.细胞之间的信息交流均依赖细胞膜上的特异性受体
C.线粒体通过形成嵴增加了与丙酮酸分解等相关酶的附着位点
D.与人体的其他细胞相比,卵细胞的体积较大,相对表面积也较大,有利于物质交换
24.(2021高二上·抚松竞赛)下列说法正确的是( )
A.动物难以克隆的根本原因是基因组中的基因不完整
B.胚胎细胞核的移植成功率远高于成体细胞
C.克隆羊多利是利用胚胎细胞进行核移植所得的个体
D.卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性最高
25.(2023高二下·高碑店月考)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,下列叙述正确的是( )
A.受精卵的遗传物质一半来自精子
B.a、b分别表示原肠胚和囊胚
C.受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入a阶段
D.②过程细胞的数量在不断增加,但细胞的体积在不断减小
二、实验探究题
26.(2023高二下·广西月考)在体细胞克隆猴培育过程中,为提高胚胎的发育率和妊娠率,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,具体培育流程如图所示。请回答下列问题:
(1)图中选用胎猴而非成年期猴的体细胞,原因是 。从母猴卵巢采集的卵母细胞需在体外培养至MⅡ期,再通过 法进行去核操作。在重组细胞培养的过程中,需要创造的气体环境是 。
(2)注入组蛋白去甲基化酶的mRNA并用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理的机理和目的是
(3)进行胚胎移植前,通过 操作可以增加克隆胚胎的数量。此外,胚胎移植之前还需对接受外来胚胎的代孕母猴进行 处理。
27.(2023高二下·宝鸡期末)我国科学家利用体细胞诱导产生多能干细胞(iPS细胞),并将其注射到无法发育到成体阶段的四倍体囊胚中,最终获得克隆鼠X。经鉴定证实克隆鼠确实从iPS细胞发育而来,并可繁殖后代。实验流程见下图,回答下列问题:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 。
(2)若需对移植前的胚胎进行性别鉴定,最好取囊胚中的 细胞进行性别鉴定。图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育。为了提高成功率,代孕母鼠需进行激素处理,使其 。
(3)若要利用图中的三只鼠(黑鼠作为体细胞核供体)通过核移植技术得到克隆鼠Y,不考虑环境因素的影响。克隆鼠X和克隆鼠Y的性状 (填“完全相同”或“不完全相同”),理由是 。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 分离培养获得,iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。
三、综合题
28.(2020·平顶山模拟)随着生物科学技术的发展,胚胎工程的应用日益广泛,动物的生殖方式变得越来越多样化。下图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,回答下列相关问题:
(1)生产上对所选用的A牛的要求是 。
(2)方法I中要用促性腺激素处理供体母牛,原因是 ,对D牛要进行 处理。
(3)受精卵在体外进行培养时,需将受精卵移入发育培养液中继续培养,目的是 ,胚胎移植应在胚胎发育到 阶段进行移植,暂不移植的胚胎可使用 方法保存。想要获得同卵双胎或多胎,常用 技术。
(4)试管牛E的染色体来自 牛(填写字母代号)。
29.下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用,请据图回答问题。
(1)图中所涉及的动物细胞工程常用的技术手段有 (答两种)。
(2)图中克隆动物的成功说明 具有全能性,但在实际生产中,人们常常选取胚胎细胞核进行移植的原因是 。
(3)胚胎干细胞的形态特点是 (答两点)。
(4)胚胎干细胞在饲养层细胞上或在添加 的培养液中,能够维持不分化的状态。
30.(2020·河南模拟)美国和西班牙科学家团队将人类干细胞植入猴子的胚胎中,产生了人猴细胞的胚胎嵌合体,但这项实验却在胚胎妊娠的第14天,准备生成中枢神经系统时被终止。回答下列问题:
(1)人体胚胎干细胞可以从 中分离获得。胚胎干细胞在 细胞上或添加 的培养液中,能够维持不分化的状态。
(2)体外受精得到的受精卵需移入 中继续培养,目的是 ;再经早期胚胎培养即可获得猴子的胚胎,实验中可通过 技术处理早期胚胎,以提高胚胎的利用率。
(3)人猴细胞胚胎嵌合体涉及了胚胎移植技术,胚胎移植的实质是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、胚胎移植中,需对受体进行同期发情处理,A错误;
B、胚胎移植一般选择桑葚胚或囊胚进行胚胎移植,而不是原肠胚,B错误;
C、囊胚中的内细胞团和滋养层来自同一个受精卵,核基因相同,其中内细胞团全能性更高,C正确;
D、代孕动物不会对移植来的胚胎发生免疫排斥反应,因此胚胎移植时不需要使用免疫抑制剂,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
2、囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。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,中间的空腔称为囊胚腔。
3、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
2.【答案】B
【解析】【解答】进行胚胎移植时,应该选择桑椹胚或囊胚阶段的胚胎,故答案为:B。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3.【答案】B
【解析】【解答】解:A、用促性腺激素对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理,为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境,A正确;
B、人工受精后的一定时间内收集供体桑椹胚或者囊胚用于胚胎分割,B错误;
C、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一,C正确;
D、取滋养层细胞就行DNA分子杂交和性染色体判断,能鉴定早期胚胎的性别,D正确.
故答案为:B。
【分析】同期发情处理,使得供体与受体具有相同的生理变化,为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境;胚胎分割特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一;进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
4.【答案】B
【解析】【解答】A、精子需要在获能液中培养一段时间使其获能才能与卵细胞受精,因此与卵细胞受精时,精子已经获能,故精子和卵细胞共培养进行体外受精时,不需要在培养液中添加ATP为精子供能,A错误;
B、收集的早期胚胎(如早期囊胚)需植入到受体的输卵管或子宫角部位继续孕育,B正确;
C、不同阶段的胚胎进行胚胎分割时,可采用的方法有一定的差别,若胚胎处于卵裂期可以采用酶解法或机械法,若处于囊胚期则只能运用机械法分割。因此胰酶处理囊胚不是保证均等分割的操作,C错误;
D、为获得大量胚胎干细胞,培养时需添加饲养层抑制胚胎干细胞的分化,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、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。
(1)卵母细胞的采集和培养
①主要方法是:用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵母细胞。
②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
(2)精子的采集和获能
①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。
②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体.用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
5.【答案】D
【解析】【解答】A、受精卵形成8细胞胚后,细胞还没有分化,仍具发育的全能性,属于胚胎干细胞,A错误;
B、嵌合体幼鼠的部分细胞的遗传物质来自白鼠,部分细胞的遗传物质来自黑鼠,因此嵌合鼠的遗传物质与白鼠的遗传物质不完全相同,B错误;
C、过程①中细胞分裂方式为有丝分裂,C错误;
D、代孕母鼠需进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同的生理环境,D正确。
故答案为:D。
【分析】分析题图:图示为培育某种嵌合体幼鼠的实验操作流程,图中过程①为早期胚胎发育过程,然后再胚胎移植入代孕母鼠。
6.【答案】C
【解析】【解答】卵母细胞的形成过程中细胞质不均等分配,所以每个卵细胞继承了初级卵母细胞细胞质的1/4 以上,A错误;受精卵中的细胞核DNA一半来自精子,一半来自卵细胞,而细胞质DNA几乎都来自卵细胞,B错误;受精作用过程中,进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质,C正确;卵细胞、精子彼此结合的机会相等,但是它们的基因组成不一定相同,D错误。
【分析】受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合,使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目,其中一半来自精子,一半来自卵细胞。
7.【答案】D
【解析】【解答】A、卵子在输卵管中成熟到MII期时才具备与精子受精的能力,A错误;
B、透明带反应一般会在精子触及卵细胞膜的瞬间,以阻止多精入卵 ,B错误;
C、受精卵在卵裂时,其胚胎细胞数量增加,但胚胎体积没有明显变化,C错误;
D、胚胎发育到囊胚阶段,会出现细胞的分化,出现内细胞团和滋养层细胞,D正确;
故答案为:D。
【分析】哺乳动物早期胚胎发育依次经过以下不同的时期和结构:
受精卵→卵裂期→桑椹胚(细胞数目为32个左右)→囊胚(出现内细胞团和滋养层,后期囊胚孵化)→原肠胚(内细胞团形成外胚层和内胚层,滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘)。
8.【答案】B
【解析】【解答】A、胚胎移植是胚胎工程各项技术的必须环节,A错误;
B、来自同一胚胎的后代,具有相同的遗传物质,所以胚胎分割可得到多个遗传物质相同胚胎,可用于研究遗传-环境的相互作用,B正确;
C、体外受精需要受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段就能移植入母体子宫,C错误;
D、在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,胚胎干细胞不易发生分化,D错误。
故答案为:B。
【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
9.【答案】A
【解析】【解答】A、受精卵形成后,即开始发育,在输卵管内进行有丝分裂,A正确;
B、卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团,胚胎总体积并不增加或略有缩小,B错误;
C、随着胚胎的进一步发育,胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔,这个时期的胚胎叫作囊胚,C错误;
D、原肠胚阶段表面的细胞层为外胚层,向内迁移的细胞形成内胚层,随着发育的进行,一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层,D错误。
故答案为:A。
【分析】根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段:
1、桑葚胚:当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团,形似桑葚时,这时的胚胎称为桑葚胚。
2、囊胚:胚胎进一步发育,细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团,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细胞,称为滋养层细胞,它们将来发育成胎膜和胎盘。接着,胚胎的内部出现了含有液体的腔——囊胚腔,这个时期的胚胎叫作囊胚。
3、原肠胚:囊胚孵化后,将发育形成原肠胚。原肠胚表面的细胞层为外胚层,向内迁移的细胞形成内胚层。随着发育的进行,一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。
10.【答案】D
【解析】【解答】A、哺乳动物的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、受精等三个阶段,A正确;
B、直接从活体动物卵巢中吸取采集的卵母细胞,需要在体外经人工培养至MⅡ中期,才能与获能的精子完成受精作用,B正确;
C、对于牛羊等家禽的精子在体外进行获能处理时,一般用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行处理,C正确;
D、给实验动物注射促性腺激素,使其产生更多的卵子,D错误。
故答案为:D。
【分析】体外受精:
(1)卵母细胞的采集和培养:培养到减数第二次分裂中期才可受精。
(2)精子的采集和获能:采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。
(3)受精。
11.【答案】B
【解析】【解答】A、哺乳动物一般是二倍体生物,有丝分裂过程中一直有同源染色体,但是同源染色体没有特殊行为,A正确;
B、减数分裂Ⅱ没有同源染色体,B错误;
C、受精作用染色体数目加倍,同源染色体中的一条来自父本,两一条来自母本,C正确;
D、胚胎发育过程中,细胞持续进行有丝分裂,并出现分化,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、有丝分裂不同时期的特点︰(1)间期∶进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:(1)减数分裂Ⅰ前的间期:染色体的复制。(2)减数分裂Ⅰ:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期∶同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期∶着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、受精作用结果∶(1)受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,其中有一半的染色体来自精子(父亲),一半的染色体来自卵细胞(母亲)。(2)细胞质主要来自卵细胞。
4、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。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,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔
12.【答案】D
【解析】【解答】A、哺乳动物体细胞核的全能性小于胚胎干细胞核,因此哺乳动物体细胞核移植的成功率小于胚胎干细胞核移植,A正确;
B、在培养干细胞时,若维持其分裂不分化,可在培养皿制备一层饲养层,将干细胞接种在饲养层上,而诱导胚胎干细胞分化成器官时不需要饲养层,B正确;
C、胚胎分割所产生的二分胚等所含的细胞是由同一个受精卵分裂产生的,核遗传物质相同,故二分胚等发育成的个体基因型相同,C正确;
D、胚胎分割时分割次数越多,产生的胚胎越小,成活率越低,D错误。
故答案为:D。
【分析】 1、 哺乳动物细胞核移植类型主要有:体细胞核移植和胚胎细胞核移植,后者的胚胎细胞全能性较高。
2、培养细胞时可以加入饲养层细胞,进行分化分化时,细胞可以分化出一些提供营养的细胞,此时可以不加入饲养层细胞。
3、关于胚胎分割的简介:
(1)胚胎分割概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)意义:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,属于无性繁殖。
13.【答案】A
【解析】【解答】A、结合题图可知,该培育过程涉及到动物细胞培养、细胞核移植、体外受精以及胚胎移植等技术,A正确;
B、三亲婴儿的染色体一半来自父亲,一半来自母亲,B错误;
C、卵母细胞捐献者的红绿色盲基因位于其细胞核内的X染色上,而图中显示捐献者提供的是去核的卵母细胞,所以卵母细胞捐献者的红绿色盲基因不会传递给“三亲婴儿”,C错误;
D、将精子放入一定浓度的肝素溶液中是进行获能处理,使精子具备受精的能力,而不是为了让精子获得能量,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、动物核移植:是指将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、获能:雄性刚排出的精子必须经过获能才能获得受精能力。雌性动物排出的卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程。
14.【答案】B
【解析】【解答】胚胎是由受精卵发育形成,所以性别由精子和卵细胞内的性染色体决定,不一定和供体一致,A项错误;供、受体要进行同期发情处理,为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境,B项正确;受体雌性只需要生产性能优秀,不需要遗传性能优秀,C项错误;受体对移入子宫的胚胎基本上不产生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能,所以不需要进行免疫排斥反应实验,D项错误。
【分析】 1、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。
2、基本程序主要包括:
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素(性激素:孕激素)进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
15.【答案】B
【解析】【解答】A、a如果是核移植技术,则①体现了动物细胞核的全能性,A不符合题意;
B、b如果是体外受精技术,即涉及了精子与卵细胞的结合,那么②的产生属于有性生殖,使得后代继承了两个亲本的优良性状,即该技术为良种家畜快速大量繁殖提供了可能,B符合题意;
C、c如果是胚胎分割技术,③中个体的基因型一定相同,但表型不一定相同,因为表型由基因型和环境共同控制,C不符合题意;
D、①②③都涉及了胚胎移植,需要对受体和供体经过一定的激素处理,以达到同期发情的目的,在胚胎移植之前需要对供、受体的母畜进行同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。利用的原理是动物细胞核具有全能性。
2、胚胎分割是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。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3、胚胎移植是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,在胚胎移植之前需要对供、受体的母畜进行同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
16.【答案】B
【解析】【解答】A、1是黑色小鼠囊胚的内细胞团细胞,具有全能性,将其注射到白色小鼠囊胚腔中后,可以分化成Mc的多种组织,A不符合题意;
B、3是白色小鼠囊胚的内细胞团,进行体外胚胎干细胞培养只能得到白色小鼠,不能培养得到Mc,B符合题意;
C、4是白色小鼠囊胚中的滋养层细胞,将来发育成小鼠的胎膜和胎盘的一部分,C不符合题意;
D、5表示重组囊胚通过胚胎移植,进入代孕小鼠子宫内的过程,胚胎移植前需要对供体和受体进行同期发情处理,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】分析图解:1是黑色小鼠囊胚的内细胞团细胞,具有全能性,将来发育成黑色小鼠的各种组织;2是获取黑色小鼠囊胚的内细胞团细胞,同时将其注射到白色小鼠囊胚腔中的过程;3是黑色小鼠囊胚中的内细胞团细胞,将来发育成白色小鼠的各种组织;4是白色小鼠囊胚中的滋养层细胞,将来发育成白色小鼠的胎膜和胎盘;5表示重组囊胚通过胚胎移植,进入代孕小鼠子宫内的过程。
17.【答案】D
【解析】【解答】A、早期胚胎在相当一段时间是独立存在的,未与子宫建立实质性联系,这位胚胎的移植提供了可能,在发情排卵后的最初一段时期,母牛即使没有受精,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,A正确;
B、移植的胚胎,在一定时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系,从而保证了以后正常发育所需要的营养条件,B正确;
C、一般来说,同一物种的受体母畜对于具有外来抗原性质的胚胎并没有免疫排斥现象,C正确;
D、供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响,即性状与受体母亲无关,D错误。
故答案为:D。
【分析】胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
18.【答案】D
【解析】【解答】A、体内受精、体外受精的共同点是受精前精子均需获,A正确;
B、囊胚期的内细胞团,将来可发育为胎儿的各种组织,B正确;
C、对桑葚胚或囊胚进行分割处理,分割后的胚胎的遗传物质来自同一个受精卵,因此可培育出基因型相同的两个新个体 ,C正确;
D、经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与供体保持一致,D错误;
故答案为:D。
【分析】胚胎移植:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。(供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。)
19.【答案】A
【解析】【分析】解:A、对早期囊胚进行胚胎分割的技术关键是将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育,A正确;
B、胚胎分割成功率较高的是同卵双胎,因为二分胚对胚胎的损伤相对较小,B错误;
C、胚胎分割的同时进行性别鉴定,可以取滋养层细胞做染色体分析,C错误;
D、分割的胚胎移植之前需要对代孕母注射做同期发情处理,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。
2、材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割)
3、特点:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一.目前以二分胚的分割和移植效率最高。
4、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。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。
20.【答案】D
【解析】【解答】A、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中期的卵细胞结合受精,A错误;
B、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;
C、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,由于胚胎分割的是同一个早期胚囊,遗传物质相同,因此该过程得到的两只小牛的性状完全相同,C错误;
D、由于不知道受精形成的早期囊胚c的性别,因此不能确定图中“小牛”的性别,图中“小牛”的性别可能为雄性或雌性,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、受精:
精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
(2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
(3)过程:精子穿越放射冠 和透明带 ,进人卵细胞膜,原核形成和融合。
2、早期胚胎发育:
3、胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196°c的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。
(5)胚胎移植后的检查——检查受体母牛是否妊娠。
4、胚胎分割
(1)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚
(2)实质:胚胎分割可增加动物后代数目,其实质是动物的无性繁殖或克隆。
(3)注意:对囊胚分割时,注意将(内细胞团胸等分割否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
5.胚胎干细胞(ES或EK细胞):
(1)来源:早期胚胎或原始性腺。
(2)特点:形态上,体积小、核大、核仁明显;功能上,具有发育的全能性;体外培养条件下可以增殖而不分化。
21.【答案】C
【解析】【解答】DNA甲基化对于特定类型细胞基因表达的建立与维持起关键性作用,基因甲基化异常可引起某些基因表达异常,导致细胞的生命历程异常,A项正确;某些基因通过大规模的去甲基化和再甲基化过程进行重新编程,从而产生具有发育潜能的细胞,说明特定阶段的细胞基因甲基化程度与细胞全能性的大小相关,B项正确;DNA甲基化对于特定类型细胞基因表达的建立与维持起关键性作用,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,高度分化的细胞存在基因的甲基化,C项错误;基因的去甲基化进行重新编程,可调控遗传信息的表达,D项正确。
【分析】 由题意可知:在哺乳动物的生殖细胞形成过程和胚胎早期,某些基因通过大规模的去甲基化和再甲基化过程进行重新编程,从而产生具有发育潜能的细胞。 推测甲基化对于细胞的分化有重要的关键性作用。基因选择性表达是细胞分化的本质原因,是指细胞分化中,在不同时间、空间,有选择性的表达一些基因,导致细胞的形态结构和生理功能不同;奢侈基因在细胞中表达,导致细胞的形态、结构和功能朝着不同方向发展,因而产生不同种类的细胞;管家基因在每种细胞都会表达,维持细胞最基本的结构和功能。
22.【答案】C
【解析】【解答】受精的场所是输卵管,胚胎开始发育的场所也是输卵管,A正确;受精过程中,获能的精子与卵子相遇时会释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构,为精子入卵提供通道,B正确;在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体,说明卵子已经受精,雌、雄原核融合是受精完成的标志,C错误;胚胎发育过程中,细胞分化开始于囊胚期,D正确。 故答案为:C。
【分析】1、胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
(2)桑椹胚:32个细胞左右的胚胎(之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞);
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔(注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化);
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔(细胞分化在胚胎期达到最大限度)。
2、受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
23.【答案】C
【解析】【解答】A、真核细胞的细胞骨架由微管、微丝和中间纤维构成,可维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性,A错误;
B、细胞之间的信息交流依赖细胞膜上特异性受体、胞间连丝等方式,B错误;
C、线粒体有内外两层膜,内膜向内折叠成嵴,扩大膜面积,可以为丙酮酸分解等相关的酶提供附着位点,C正确;
D、相对表面积的大小和细胞体积成反比,D错误;
故答案为:C。
【分析】1、细胞骨架是由微管等结构构成,纤维素是构成细胞壁的主要成分;
2、细胞膜交流方式多种多样,常见的有胞间连丝、受体识别等;
3、线粒体有内外两层细胞膜,外膜光滑,利于游动,内膜向内折叠成嵴,扩大面积;
4、相对表面积和细胞体积大小呈反比例关系。
24.【答案】B
【解析】【解答】A、动物难以克隆的根本原因是细胞的全能性较低,A错误;
B、胚胎细胞核的移植成功率远高于成体细胞,B正确;
C、克隆羊多利是利用体细胞进行核移植后经胚胎移植所得的个体,C错误;
D、卵细胞是高度分化的细胞,全能性较低,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、体细胞核移植技术 :将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性,动物体细胞高度分化,无全能性。
2、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
3、全能性的大小:受精卵>生殖细胞体细胞;植物细胞一般大于动物细胞。细胞分化与细胞的全能性的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。卵细胞与受精卵一样,全能性很高,但是卵细胞属于高度分化的细胞,而受精卵属于未分化的细胞。
25.【答案】D
【解析】【解答】①受精作用、②卵裂、③细胞分化、④细胞继续分化、a是囊胚、b是原肠胚;
A、受精卵细胞核内的遗传物质一半来自于精子,A错误;
B、a是囊胚,b是原肠胚,B错误;
C、受精卵发育为桑椹胚的过程是在透明带内完成的,桑葚胚继续分裂变为囊胚,囊胚进一步分裂,导致透明带破裂,这一过程称为孵化,孵化后进步b阶段,C错误;
D、过程②是卵裂的过程,此过程中细胞的数量在不断增加,但是细胞的体积在不断减少,D正确;
故答案为:D。
【分析】胚胎早期发育的过程:
各阶段的特点
(1)卵裂:细胞分裂方式为有丝分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,在透明带内进行。
(2)桑葚胚:每个细胞都是全能细胞。
(3)囊胚:细胞逐渐分化,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,随着胚胎的进一步发育,出现囊胚腔。
(4)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。
(5)原肠胚:原肠胚表面的细胞层为外胚层,向内迁移的细胞形成内胚层,一部分细胞在内、外两个胚层之间形成中胚层,这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。
26.【答案】(1)胎猴的体细胞分裂次数少,端粒长;显微操作法;95%的空气和5%的CO2
(2)调节相关基因的表达,利于重构胚的分裂和发育,提高胚胎的发育率和妊娠率
(3)胚胎分割;同期发情
【解析】【解答】(1)根据端粒学说,随着细胞分裂的进行,每分裂一次端粒就会缩短一截,当缩短到一定程度后,可能会破坏生长发育有关基因的结构,最终影响细胞分裂,导致细胞衰老,因此选用胎猴而非成年期猴的体细胞原因是胎猴的体细胞分裂次数少,端粒长,有利于后续重构胚的分裂;动物细胞一般使用显微操作法进行去核操作;由于动物细胞需要在适宜的pH条件下,通过有氧呼吸进行细胞增殖,所以在重组细胞培养的过程中,需要创造的气体环境是95%的空气和5%的CO2。
故填:胎猴的体细胞分裂次数少,端粒长;显微操作法;95%的空气和5%的CO2。
(2)组蛋白的甲基化会使染色体高度螺旋化,不利于DNA复制和表达,而组蛋白的乙酰化有利于DNA的复制和表达,因此注入组蛋白去甲基化酶的mRNA,能够使重构胚中翻译出组蛋白去甲基化酶,促进组蛋白的去甲基化,并用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理抑制组蛋白脱乙酰基,最终有利于重构胚的分裂和发育,提高胚胎的发育率和妊娠率。
故填:调节相关基因的表达,利于重构胚的分裂和发育,提高胚胎的发育率和妊娠率。
(3)胚胎分割是指采用机械方法,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。因此可通过胚胎分割操作,增加克隆胚胎的数量,在胚胎移植前还需要对供体母猴和代孕母猴进行同期发情处理,保证二者的生理状态相同,有利于胚胎的着床。
故填:胚胎分割;同期发情。
【分析】胚胎移植是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。在这项技术中,供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代,这就大大缩短了供体本身的繁殖周期,同时在对供体实行超数排卵处理后,可获得多枚胚胎,经移植可得到多个后代,这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
27.【答案】(1)原代培养;接触抑制
(2)滋养层;胚胎移植;同期发情
(3)不完全相同;克隆鼠X的细胞质基因来源于黑鼠,克隆鼠Y的细胞质基因来源于灰鼠
(4)内细胞团;诱导分化
【解析】【解答】(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养,即分瓶之前的培养称为原代培养;培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为接触抑制,这是大部分动物细胞体外培养时产生的现象,除此之外还有贴壁生长现象。
故填:原代培养;接触抑制。
(2)由于滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,而内细胞团将来发育成胎儿的各种组织和器官等,所以取滋养层细胞进行性别鉴定,不会对胎儿的后期发育产生影响;当受精卵发育到桑葚胚或囊胚期时通过胚胎移植技术移入代孕母体;为了使受精卵更好的着床,保证移植后的胚胎正常生长发育,移植前需对代孕母鼠和供体母鼠利用孕激素进行同期发情处理。
故填:滋养层;胚胎移植;同期发情。
(3)由题意可知,克隆鼠X和克隆鼠Y细胞的核基因部来自于黑鼠,但二者的细胞质基因来源不同,分别来自黑鼠和灰鼠 ,所以表达出的性状不完全相同。
故填:不完全相同;克隆鼠X的细胞质基因来源于黑鼠,克隆鼠Y的细胞质基因来源于灰鼠。
(4)囊胚中内细胞团具有全能性,而滋养层细胞不具有全能性,所以胚胎干细胞可由囊胚的内细胞团分离培养获得;iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化形成相关的细胞、组织和器官等,达到治疗目的。
故填:内细胞团;诱导分化。
【分析】
1、人们通常将分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,将分瓶后的细胞培养称为传代培养。动物细胞在传代培养过程中,一般情况下细胞传至10~50代时,增殖会逐渐缓慢以至于完全停止。
2、大多数动物细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁,除此之外,这种细胞还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
3、早期胚胎发育过程
受精卵、卵裂期、桑葚胚、囊胚、原肠胚。囊胚中的内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘,所以一般选用滋养层细胞进行性别鉴定,避免影响胚胎的正常发育。囊胚还含有内含液体的囊胚腔。原肠胚出现了外胚层、中胚层和内胚层和原肠腔,其中三个胚层将来逐渐分化发育成各种组织、器官等。
4、胚胎移植是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,在胚胎移植之前需要对供、受体的母畜进行同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
28.【答案】(1)选择遗传性能和生产性能优秀的个体
(2)为了引起超数排卵;同期发情
(3)检查受精状况和受精卵的发育能力;桑椹胚或囊胚;冷冻(或低温);胚胎分割
(4)A牛和B牛
【解析】【解答】(1)在进行胚胎移植时,对供体牛是选择遗传性能和生产性能优秀的个体。(2)用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵,对D牛(受体母牛)要进行处理同期发情处理,使供体和受体处于相同的生理状态。(3)受精卵在进行体外培养时,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力;胚胎发育到适宜阶段时可取出向受体移植或冷冻保存,不同动物胚胎移植的时间不同,一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才进行移植。要获得同卵双胎或多胎,常用胚胎分割技术,可以提高胚胎的利用率。(4)试管牛E是用方法I,应用了胚胎移植,其遗传物质来自于A牛和B牛。
【分析】(1)胚胎的早期培养:精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力;培养液成分较复杂,除一些有机盐和无机盐外,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。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;不同动物胚胎移植的时间不同,牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植,小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎可在8-16个细胞阶段移植。(2)胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内未与母体子宫建立组织上的联系而是处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎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。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(3)胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理:选择遗传性能和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。 ④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
29.【答案】(1)动物细胞培养技术、动物体细胞核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术
(2)动物体细胞核;动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易
(3)细胞体积小、细胞核大、核仁明显
(4)抑制因子
【解析】【解答】(1)利用核移植技术制备重组细胞,培养重组细胞得到早期胚胎,将胚胎移植到母体子宫内,培育克隆羊的过程利用的主要是动物细胞培养技术、动物体细胞核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术。(2)图中两个胚胎均能正常发育成个体,说明动物体细胞核具有全能性。动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易。因此在实际生产中,人们常常选取胚胎细胞核进行移植。(3)胚胎干细胞的形态特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显。(4)胚胎干细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态。
【分析】 1、胚胎工程概念:胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。 2、关于胚胎干细胞的简介:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
(2)具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
30.【答案】(1)早期胚胎或原始性腺;饲养层;抑制因子
(2)发育培养液;检查受精状况和受精卵的发育能力;胚胎分割
(3)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
【解析】【解答】(1)人体胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中分离获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上或添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态。(2)体外受精得到的受精卵需要进行一定的检查和筛选。胚胎分割可以增加胚胎的数量,提高胚胎利用率 。(3)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。
【分析】胚胎工程是对动物早期胚胎或配子进行的多种显微操作和处理技术;胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,还需通过胚胎移植给受体才能获得后代。
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