第3节 胚胎工程
第1课时 胚胎工程的理论基础
[基础检查]
1.正常情况下,人受精和胚胎开始发育的场所分别是 ( )
A.卵巢和输卵管
B.子宫和输卵管
C.输卵管和输卵管
D.卵巢和子宫
2.受精过程的顺序为 ( )
①第一次卵裂开始 ②释放第二极体③精子释放多种酶 ④穿越透明带
⑤雌、雄原核的形成⑥雌、雄原核融合
A.③②④⑤⑥① B.③④②⑤⑥①
C.③④②⑤①⑥ D.④③②⑤①⑥
3.下列细胞中代表已经完成受精的卵子的是 ( )
A
B
C
D
4.动物的受精过程包括下列基本步骤,则受精作用的实质是 ( )
A.精子和卵子相互识别
B.精子头部侵入卵子内
C.卵子和精子结合
D.卵子细胞核和精子细胞核互相融合
5.下列过程发生在精子入卵后的是 ( )
①精子继续完成减数分裂Ⅱ,形成雄原核 ②透明带反应 ③发生卵细胞膜反应 ④卵子完成减数分裂Ⅱ,形成雌原核
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
6.下列有关卵裂期胚胎发育特点的叙述,错误的是 ( )
A.细胞数目增加,胚胎的总体积并不增加
B.细胞分裂的方式为有丝分裂
C.细胞开始分化
D.卵裂期胚胎发育在透明带中进行
7.下图是胚胎发育过程中某阶段示意图,下列有关叙述错误的是 ( )
A.图中②将发育为胎膜和胎盘等结构
B.图中③可发育成胎儿的各种组织
C.高等哺乳动物细胞分化开始于桑葚胚期
D.胚胎从①中伸展出来的过程叫孵化
8.下列关于受精过程及胚胎发育的叙述,错误的是 ( )
A.精子、卵子的相互识别保证了同种精卵结合
B.受精过程的核心是精子、卵子的细胞核相融合
C.第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全能性
D.卵裂期细胞数量增加,但胚胎总体积并不增加
9.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述,错误的是 ( )
A.在桑葚胚阶段,胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞,可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性,囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加
10.下图为哺乳动物(2n)的卵原细胞进行减数分裂及之后的生理过程示意图,下列说法正确的是 ( )
A.细胞Ⅱ是初级卵母细胞,细胞内含有4个染色体组
B.图中减数分裂的整个过程都在卵巢中进行
C.处于减数分裂Ⅱ前期的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力
D.细胞Ⅳ卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂
11.下图为哺乳动物受精过程示意图,请据图回答下列问题。
(1)写出图中字母表示的结构名称。
a. ,b. ,c. 。
(2)该过程发生的场所是 ,能体现受精作用实质的是图中的 过程。
(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫 。卵子一般排出后都要在 中进一步成熟,当达到 时,才具备与精子受精的能力。
[拓展应用]
12.下图为受精作用及早期胚胎发育示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.①过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别
B.②过程细胞的核质比逐渐变小
C.③过程通过有丝分裂方式增殖
D.④过程细胞的基因表达发生了差异
13.在动物的胚胎发育过程中,早期原肠胚细胞从一个部位移植到另一个部位时,被移植的细胞能适应新的部位并参与该部位器官的形成。但如果在原肠胚末期,把未来发育成蝾螈下肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部位,则该部位将发育出一条额外的腿,这说明 ( )
A.原肠胚末期已经出现了组织和器官
B.细胞具有全能性
C.原肠胚末期出现了细胞分化
D.原肠胚已出现了三个胚层
14.(2022·南平)人的卵细胞膜电位为-70 mV,当第一个精子接触到卵细胞膜时,卵细胞膜电位变为+10 mV,以此阻止其他精子进入卵细胞。上述过程异常时,可出现双精入卵现象。下列叙述错误的是 ( )
A.只有获能精子才具备受精能力
B.精子只有穿过卵细胞的透明带才能完成受精
C.卵细胞膜反应时,Na+内流会引起膜电位的改变
D.双精入卵的受精卵会形成同卵双生的两个胚胎
15.下图为某二倍体哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.下丘脑、垂体分泌的相关激素参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成
B.受精作用促进次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ
C.当细胞Ⅳ的卵细胞膜和透明带之间出现两个极体时,说明卵子已经受精
D.个体性成熟后在排卵期,在相关激素的作用下完成细胞Ⅰ→细胞Ⅱ
16.图1为某高等动物生活史示意图,图2为图1中某阶段部分过程示意图,请据图回答下列问题。
图1
图2
(1)图中A过程表示 ,若A过程能使生物产生变异,则原因之一是该过程的四分体时期同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生了 ,出现基因重组。
(2)就子细胞的情况而言,A2过程与A1过程的不同主要表现在 。
(3)图2是图1中 (填字母)阶段的部分过程示意图,该过程表示 。
(4)图2中的a是经过图1中的 (填字母)过程形成的,该过程大体包括 等几个过程。
(5)图2中a~f的过程中,细胞发生的生命历程有 ,d中细胞进行的分裂方式是 。在发育过程的 期,胚胎突破透明带。
第3节 胚胎工程
第1课时 胚胎工程的理论基础
[基础检查]
1.正常情况下,人受精和胚胎开始发育的场所分别是 ( )
A.卵巢和输卵管
B.子宫和输卵管
C.输卵管和输卵管
D.卵巢和子宫
解析:受精的场所是输卵管;受精完成后,受精卵就开始发育,即胚胎发育开始的场所是输卵管。
答案:C
2.受精过程的顺序为 ( )
①第一次卵裂开始 ②释放第二极体③精子释放多种酶 ④穿越透明带
⑤雌、雄原核的形成⑥雌、雄原核融合
A.③②④⑤⑥① B.③④②⑤⑥①
C.③④②⑤①⑥ D.④③②⑤①⑥
解析:受精过程的顺序为精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的结构,穿过透明带、卵细胞膜,精子入卵;精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,释放第二极体后,形成雌原核,同时精子形成雄原核;然后雌、雄原核融合形成合子即受精卵。受精过程结束后,受精卵开始发育。
答案:B
3.下列细胞中代表已经完成受精的卵子的是 ( )
A
B
C
D
解析:判断卵子是否受精的重要标志是卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。
答案:C
4.动物的受精过程包括下列基本步骤,则受精作用的实质是 ( )
A.精子和卵子相互识别
B.精子头部侵入卵子内
C.卵子和精子结合
D.卵子细胞核和精子细胞核互相融合
解析:受精作用是精子和卵子相互识别、融合成为合子的过程,其实质是精子细胞核和卵子细胞核互相融合。
答案:D
5.下列过程发生在精子入卵后的是 ( )
①精子继续完成减数分裂Ⅱ,形成雄原核 ②透明带反应 ③发生卵细胞膜反应 ④卵子完成减数分裂Ⅱ,形成雌原核
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:①次级精母细胞在睾丸内完成减数分裂Ⅱ,经过变形形成成熟的精子;②透明带反应发生在精子接触卵细胞膜的瞬间;③精子入卵后,发生卵细胞膜反应,阻止其他精子入卵;④精子入卵后,卵子完成减数分裂Ⅱ,形成雌原核。因此,精子入卵后发生的变化是③④。
答案:C
6.下列有关卵裂期胚胎发育特点的叙述,错误的是 ( )
A.细胞数目增加,胚胎的总体积并不增加
B.细胞分裂的方式为有丝分裂
C.细胞开始分化
D.卵裂期胚胎发育在透明带中进行
解析:卵裂期细胞数目增加,胚胎的总体积并不增加;细胞分裂方式为有丝分裂;卵裂期细胞没有发生分化,细胞分化开始于囊胚期;卵裂期胚胎发育在透明带中进行。
答案:C
7.下图是胚胎发育过程中某阶段示意图,下列有关叙述错误的是 ( )
A.图中②将发育为胎膜和胎盘等结构
B.图中③可发育成胎儿的各种组织
C.高等哺乳动物细胞分化开始于桑葚胚期
D.胚胎从①中伸展出来的过程叫孵化
解析:图中②是滋养层细胞,将来发育成胎盘和胎膜;③是内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期;①是透明带,胚胎从透明带中伸展出来的过程叫孵化。
答案:C
8.下列关于受精过程及胚胎发育的叙述,错误的是 ( )
A.精子、卵子的相互识别保证了同种精卵结合
B.受精过程的核心是精子、卵子的细胞核相融合
C.第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全能性
D.卵裂期细胞数量增加,但胚胎总体积并不增加
解析:细胞膜表面均有糖蛋白,糖蛋白具有细胞识别功能,精子、卵子的相互识别保证了同种精卵结合;受精过程的实质就是精子、卵子的细胞核相融合;桑葚胚期前的细胞都具有全能性,囊胚的内细胞团细胞也具有全能性;卵裂期细胞数量增加,但胚胎总体积并不增加。
答案:C
9.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述,错误的是 ( )
A.在桑葚胚阶段,胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞,可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性,囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加
解析:在囊胚阶段,胚胎的内部开始出现含有液体的腔;胚胎干细胞是一类未分化的细胞,可以从早期胚胎或原始性腺中分离获得;桑葚胚的细胞一般都具有全能性,囊胚的细胞逐渐分化;受精卵早期分裂时,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加,甚至略微缩小。
答案:A
10.下图为哺乳动物(2n)的卵原细胞进行减数分裂及之后的生理过程示意图,下列说法正确的是 ( )
A.细胞Ⅱ是初级卵母细胞,细胞内含有4个染色体组
B.图中减数分裂的整个过程都在卵巢中进行
C.处于减数分裂Ⅱ前期的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力
D.细胞Ⅳ卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂
解析:由图中过程可知,细胞Ⅱ是初级卵母细胞,虽然染色体已复制,但染色体数目没有变化,所以细胞内仍为2个染色体组;次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的,精子与卵子结合形成合子的过程称为受精,在自然条件下,哺乳动物的受精在输卵管内完成;处于减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的细胞Ⅲ具备与精子结合的能力;细胞Ⅳ为受精卵,其卵裂成早期胚胎的方式是有丝分裂。
答案:D
11.下图为哺乳动物受精过程示意图,请据图回答下列问题。
(1)写出图中字母表示的结构名称。
a. ,b. ,c. 。
(2)该过程发生的场所是 ,能体现受精作用实质的是图中的 过程。
(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具有了受精能力,这个过程叫 。卵子一般排出后都要在 中进一步成熟,当达到 时,才具备与精子受精的能力。
解析:(1)据题图可知,a是透明带,b是雄原核,c是雌原核。(2)受精作用发生的场所是输卵管,受精作用的实质是精子、卵子细胞核融合,即图中的过程④。(3)在精卵相遇之前,精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化,具备了受精能力,这个过程叫精子获能。卵子在排出后一般都要在输卵管中进一步成熟,达到减数分裂Ⅱ中期时,才具备与精子受精的能力。
答案:(1)透明带 雄原核 雌原核 (2)输卵管 ④(3)精子获能 输卵管 减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期)
[拓展应用]
12.下图为受精作用及早期胚胎发育示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.①过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别
B.②过程细胞的核质比逐渐变小
C.③过程通过有丝分裂方式增殖
D.④过程细胞的基因表达发生了差异
解析:细胞卵裂过程中,单个细胞体积减小,因此,单个细胞核质比增大。
答案:B
13.在动物的胚胎发育过程中,早期原肠胚细胞从一个部位移植到另一个部位时,被移植的细胞能适应新的部位并参与该部位器官的形成。但如果在原肠胚末期,把未来发育成蝾螈下肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部位,则该部位将发育出一条额外的腿,这说明 ( )
A.原肠胚末期已经出现了组织和器官
B.细胞具有全能性
C.原肠胚末期出现了细胞分化
D.原肠胚已出现了三个胚层
解析:原肠胚末期组织和器官并未形成,但是出现了细胞的分化,在移植处于此时期的细胞后,它们将继续分化发育成特定的组织或器官。
答案:C
14.(2022·南平)人的卵细胞膜电位为-70 mV,当第一个精子接触到卵细胞膜时,卵细胞膜电位变为+10 mV,以此阻止其他精子进入卵细胞。上述过程异常时,可出现双精入卵现象。下列叙述错误的是 ( )
A.只有获能精子才具备受精能力
B.精子只有穿过卵细胞的透明带才能完成受精
C.卵细胞膜反应时,Na+内流会引起膜电位的改变
D.双精入卵的受精卵会形成同卵双生的两个胚胎
解析:精子只有获能后才具有受精能力;受精前精子需要穿过卵细胞的放射冠和透明带;卵细胞膜电位的升高是由Na+内流造成的;双精入卵后,融合后的细胞核因核型异常导致受精卵不能发育或胚胎早期致死。
答案:D
15.下图为某二倍体哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.下丘脑、垂体分泌的相关激素参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成
B.受精作用促进次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ
C.当细胞Ⅳ的卵细胞膜和透明带之间出现两个极体时,说明卵子已经受精
D.个体性成熟后在排卵期,在相关激素的作用下完成细胞Ⅰ→细胞Ⅱ
解析:雌激素的分泌存在分级调节过程,下丘脑和垂体分泌的相关激素参与了该哺乳动物次级卵母细胞的形成;从题图可以看出,受精作用促进次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ;当卵细胞膜和透明带之间可以观察到两个极体时,说明已经受精,这是判断卵子是否受精的重要标志;细胞Ⅰ→细胞Ⅱ是卵原细胞的增殖过程,在胚胎发育过程中就已完成。
答案:D
16.图1为某高等动物生活史示意图,图2为图1中某阶段部分过程示意图,请据图回答下列问题。
图1
图2
(1)图中A过程表示 ,若A过程能使生物产生变异,则原因之一是该过程的四分体时期同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生了 ,出现基因重组。
(2)就子细胞的情况而言,A2过程与A1过程的不同主要表现在 。
(3)图2是图1中 (填字母)阶段的部分过程示意图,该过程表示 。
(4)图2中的a是经过图1中的 (填字母)过程形成的,该过程大体包括 等几个过程。
(5)图2中a~f的过程中,细胞发生的生命历程有 ,d中细胞进行的分裂方式是 。在发育过程的 期,胚胎突破透明带。
解析:根据图1变化可知,A表示减数分裂,B表示受精,C表示胚胎发育,D表示胚后发育。根据图2可知,a表示受精卵,a~f为胚胎发育,胚胎发育过程进行的是有丝分裂,该过程细胞会经历分裂、分化、衰老和凋亡等生命历程。
答案:(1)减数分裂 交叉互换 (2)一个卵原细胞经A2过程最后得到的子细胞中有1个卵子和3个极体 (3)C 胚胎发育 (4)B 精卵识别、精子与卵细胞膜接触、精卵细胞膜融合、雌雄原核融合 (5)分裂、分化、衰老和凋亡 有丝分裂 囊胚(共16张PPT)
第2章 细胞工程
探究一 受精
精子获能
卵子的准备
准备阶段
受精卵
精子穿越卵细胞膜外的结构
细胞数量增加
L
精子接触卵细胞膜
L
精子人卵
受精
受精
段
胚胎工程的理论基础
卵裂期
胚胎总体积不增加
胚胎早
桑葚胚
期发育
内细胞团
囊胚：出现分化
精子形成雄原核，卵子完成减数分裂Ⅱ，
滋养层
释放第二极体后，形成雌原核
孵化
「外胚层
原肠胚：出现胚层分化{
中胚层
雌、雄原核靠近，核膜消失
内胚层(共19张PPT)
第2章 细胞工程
探究一 体外受精
优良供体母牛
受体母牛
卵母细胞
培养
MⅡ期卵母细胞
受
同期发
情处理
体外受精
体外受精
获能处理
精子
获能精子
卵
超数排卵处理
受体发情
优良
公牛
→发情配种或人工授精
移植胚胎
↓
胚胎移植
选择胚胎：桑葚胚或囊胚
收集胚胎并检查
胚胎
对受体进
↓
行妊娠检查
胚胎工程技术及其应用
胚胎分割
将其移入盛有操作液的培养皿中
分割胚胎：在显微镜下，用分割针或
↓
分割刀分割
正常繁殖或两三个月
后进行另一次移植
具有优良性
移植
状的后代第3节 胚胎工程
第2课时 胚胎工程技术及其应用
[基础检查]
1.下图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.获取的精子经获能处理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
2.下列关于牛体外受精、胚胎工厂化生产的叙述,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形成受精卵
C.成熟的卵子与获能的精子受精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是指胚胎发育和受精过程都在体外进行
3.(2023·广东卷)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是 ( )
A.超数排卵
B.精子获能处理
C.细胞核移植
D.胚胎培养
4.胚胎移植过程中受体需要满足的条件不包括 ( )
A.同一物种 B.健康的体质
C.优良的遗传性能 D.正常的繁殖能力
5.下列关于胚胎移植技术应用的叙述,错误的是 ( )
A.应用胚胎移植可大大缩短受体本身的繁殖周期
B.应用胚胎移植可以减少优良种畜的引进,丰富品种资源
C.目前胚胎移植技术在人类中主要应用于解决某些不孕症患者的生育问题
D.胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,相同时间内可得到较多的良种犊牛
6.下列关于胚胎分割技术的说法,错误的是 ( )
A.被分割的胚胎应该是发育良好的桑葚胚或囊胚
B.可以对胚胎进行任意数目的等分,移植后均可正常发育
C.来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
D.胚胎分割是进行动物克隆的方法之一
7.下列关于胚胎分割和胚胎移植的叙述,正确的是 ( )
A.进行胚胎移植时,供体一般选择遗传性能优良的个体
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.胚胎移植时选用的胚胎都是由受精卵发育而来的
D.胚胎移植前需对供体和受体进行配型以免发生免疫排斥
8.(2021·龙岩)下图为利用生物工程技术对某种哺乳动物相关操作示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.对子代性别的控制可在体外受精前和③过程前进行
B.精子接触卵细胞膜时即发生卵细胞膜反应以阻止多精入卵
C.图中早期胚胎培养过程中需添加动物血清等物质
D.桑葚胚中的每个细胞都具有发育成完整个体的潜能
9.(2021·宾县)胚胎移植的意义或用途不包括 ( )
A.使良种畜群迅速扩大,加速育种工作等
B.不受时间、地域限制,节省购买种畜的费用
C.一次给受体母羊植入多个胚胎,可增加双胞胎和多胞胎的比例
D.新个体具有供体和受体共同的遗传物质
10.在畜牧业中,为迅速扩大良种畜种群数量,可以实施人工方法。例如,第一种:通过体外受精技术获得多个受精卵,将其培养成早期胚胎后植入同一母畜子宫中,孕育出多胎。第二种:利用某一胚胎进行胚胎分割,并将获得的若干胚胎移植到同一母畜子宫中,孕育出多个后代。下列有关叙述正确的是 ( )
A.两种方法获得的子代的基因型均相同
B.两种方法均涉及胚胎移植技术
C.上述两种方法都表明了移植的胚胎数与后代数成正比关系
D.只有第一种方法需使用某些动物激素
11.下图为牛胚胎移植示意图,据图回答下列问题。
(1)过程①是 处理,过程②是 处理。哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是 (填“相同”或“不同”)的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
(2)配种可通过体外受精的方式完成,此时,卵子需要培养到 期;而精子需要 后才能受精。在受精过程中,防止多精入卵的反应有 。
(3)如果是体内受精,收集胚胎时,用特制的冲卵装置把供体母牛子宫内
的 冲洗出来。图中过程③是 。
[拓展应用]
12.供体的胚胎移植到受体后,游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连,并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。下列叙述错误的是 ( )
A.受体的作用是为供体胚胎提供发育的条件
B.受体与胚胎血型应相同,否则会发生免疫排斥反应
C.受体和供体的遗传物质不需要相同
D.胚胎的遗传特性不受受体影响
13.(2023·汕尾)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 ( )
操作对象 辅助生殖技术 4细胞胚胎期 桑葚胚 胚胎存活率
MⅡ期卵细胞 ①体外受精技术 染色质空间构象较快建立 高
②孤雌生殖 染色质特殊区域解体 解体区域部分重建较慢 低
③去核后体外受精(孤雄生殖) 解体区域部分重建更慢 低
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.母源染色质比父源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
14.下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.通过图中①~⑤培育奶羊和克隆羊的原理相同
B.不同生物进行过程⑤的时间不同,但都不能晚于原肠胚
C.移植前进行胚胎性别鉴定,选择内细胞团细胞进行鉴定
D.⑤的成功与供体和受体的生理状态的一致性密切相关
15.(2021·济南)随着科学的发展和人们对生命科学的深入探索,生物科学技术将为人类的繁荣进步做出更大的贡献。下列关于生物科学技术的相关叙述,正确的是 ( )
A.植物组织培养过程中愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
B.利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式
C.植物体细胞杂交中,能采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况
D.胚胎分割移植后获得的动物个体之间的性状不一定完全相同
16.(2021·枣庄)2019年7月21日,代孕猫在胚胎移植66天后顺利分娩,我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。“大蒜”是一只非常可爱的短毛猫。这次成功培育克隆猫是世界为数不多的成功案例之一,标志着我国在克隆领域迈进一大步。下图为克隆猫“大蒜”培育过程示意图,请回答下列有关问题。
(1)从去世不久的猫身体取得表皮细胞,在构建重组细胞前需进行动物细胞培养,培养时适宜的气体环境是 ,CO2的作用是 。
(2)过程②通常用去核卵母细胞作受体细胞,除了因为它体积大易操作、营养物质丰富外,还因为它的细胞质中可能含有 。
(3)去除卵母细胞的细胞核采用 法,在操作过程中用微型吸管将 (时期)的卵母细胞的细胞核和第一极体一并吸出,将供体细胞注入去核卵母细胞后,通过电融合法使两细胞融合。
(4)过程④的实质是 。为了获得更多的“大蒜”,可以使用胚胎分割技术,应选择 的胚胎。
第3节 胚胎工程
第2课时 胚胎工程技术及其应用
[基础检查]
1.下图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是 ( )
A.获取的精子经获能处理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:在进行体外受精时,获取的精子需经获能处理后才能进行体外受精;图中的②过程是受精作用,该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等过程;③过程是卵裂过程,该过程的细胞增殖方式是有丝分裂;④过程是将多细胞胚胎移入受体子宫的过程,属于胚胎移植过程。
答案:B
2.下列关于牛体外受精、胚胎工厂化生产的叙述,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形成受精卵
C.成熟的卵子与获能的精子受精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是指胚胎发育和受精过程都在体外进行
解析:精子和卵子受精形成受精卵后还需要发育成早期胚胎才能移入母牛子宫;采集的卵母细胞需要培养成熟才能与获能的精子受精;体外受精胚胎的工厂化生产是指受精过程和早期胚胎发育在体外进行,但后期胚胎发育在受体子宫内进行。
答案:C
3.(2023·广东卷)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是 ( )
A.超数排卵
B.精子获能处理
C.细胞核移植
D.胚胎培养
解析:采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎涉及卵母细胞的采集和培养(用促性腺激素处理,使其超数排卵)、精子的采集和获能、体外受精、早期胚胎培养。将紫羚羊胚胎移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,涉及胚胎移植。整个过程没有涉及细胞核移植。
答案:C
4.胚胎移植过程中受体需要满足的条件不包括 ( )
A.同一物种 B.健康的体质
C.优良的遗传性能 D.正常的繁殖能力
解析:胚胎移植过程中,受体与供体应为同一物种;受体需要有健康的体质和正常的繁殖能力;供体需要有优良的遗传特性。
答案:C
5.下列关于胚胎移植技术应用的叙述,错误的是 ( )
A.应用胚胎移植可大大缩短受体本身的繁殖周期
B.应用胚胎移植可以减少优良种畜的引进,丰富品种资源
C.目前胚胎移植技术在人类中主要应用于解决某些不孕症患者的生育问题
D.胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,相同时间内可得到较多的良种犊牛
解析:胚胎移植可缩短供体本身的繁殖周期,充分发挥优良个体的繁殖潜力,但不能缩短受体本身的繁殖周期;应用胚胎移植可以代替优良种畜的引进,丰富品种资源;胚胎移植技术除了快速繁育良种家畜外,还可用于克隆哺乳动物、培育转基因动物、保存珍稀哺乳动物、保护生物多样性、解决人类不孕等;给受体母牛植入多个胚胎,可增加双胞胎和多胞胎的比例,提高生产能力。
答案:A
6.下列关于胚胎分割技术的说法,错误的是 ( )
A.被分割的胚胎应该是发育良好的桑葚胚或囊胚
B.可以对胚胎进行任意数目的等分,移植后均可正常发育
C.来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
D.胚胎分割是进行动物克隆的方法之一
解析:被分割的胚胎应该是发育良好的桑葚胚或囊胚;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,但胚胎分割的份数越多,成功率越低,因此不可以对胚胎进行任意数目的等分;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。
答案:B
7.下列关于胚胎分割和胚胎移植的叙述,正确的是 ( )
A.进行胚胎移植时,供体一般选择遗传性能优良的个体
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.胚胎移植时选用的胚胎都是由受精卵发育而来的
D.胚胎移植前需对供体和受体进行配型以免发生免疫排斥
解析:进行胚胎移植时,供体一般选择遗传性能优良的个体,以充分发挥其繁殖潜力;一般受精卵发育到桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植;用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵发育而来的,也可以是通过核移植后得到的;受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此胚胎移植前不需要对供体和受体进行配型。
答案:A
8.(2021·龙岩)下图为利用生物工程技术对某种哺乳动物相关操作示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.对子代性别的控制可在体外受精前和③过程前进行
B.精子接触卵细胞膜时即发生卵细胞膜反应以阻止多精入卵
C.图中早期胚胎培养过程中需添加动物血清等物质
D.桑葚胚中的每个细胞都具有发育成完整个体的潜能
解析:性别控制,一是在受精之前,二是在受精之后。受精前进行性别控制需要对含X染色体的精子和含Y染色体的精子进行分离,受精后的性别控制需在胚胎移植前进行,可取滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别,利用已知性别的胚胎进行移植;在精子触及卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带。精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内;早期胚胎培养过程中,为保证早期胚胎获得较为全面的营养物质和调节物质,可在培养液中添加动物血清等成分;桑葚胚时期细胞还未分化,属于全能干细胞,具备发育成完整个体的潜能。
答案:B
9.(2021·宾县)胚胎移植的意义或用途不包括 ( )
A.使良种畜群迅速扩大,加速育种工作等
B.不受时间、地域限制,节省购买种畜的费用
C.一次给受体母羊植入多个胚胎,可增加双胞胎和多胞胎的比例
D.新个体具有供体和受体共同的遗传物质
解析:胚胎移植可以使良种畜群迅速扩大,加速育种工作等;胚胎移植的意义在于不受时间、地域限制,节省购买种畜的费用;胚胎移植还可以通过一次给受体母羊植入多个胚胎,增加双胞胎和多胞胎的比例;胚胎移植产生的新个体不含受体的遗传物质。
答案:D
10.在畜牧业中,为迅速扩大良种畜种群数量,可以实施人工方法。例如,第一种:通过体外受精技术获得多个受精卵,将其培养成早期胚胎后植入同一母畜子宫中,孕育出多胎。第二种:利用某一胚胎进行胚胎分割,并将获得的若干胚胎移植到同一母畜子宫中,孕育出多个后代。下列有关叙述正确的是 ( )
A.两种方法获得的子代的基因型均相同
B.两种方法均涉及胚胎移植技术
C.上述两种方法都表明了移植的胚胎数与后代数成正比关系
D.只有第一种方法需使用某些动物激素
解析:第一种方法由于是多个受精卵发育而来的个体,故获得的子代基因型不一定相同,第二种方法由于是某一胚胎经过胚胎分割发育而来的个体,故获得的子代基因型相同;两种方法均涉及胚胎移植、动物细胞培养等技术;由于胚胎分割的份数越多,后代个体存活的概率越小,故不能表明移植的胚胎数与后代数成正比关系;两种方法都需使用某些动物激素,使供受体母牛同期发情处理。
答案:B
11.下图为牛胚胎移植示意图,据图回答下列问题。
(1)过程①是 处理,过程②是 处理。哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是 (填“相同”或“不同”)的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
(2)配种可通过体外受精的方式完成,此时,卵子需要培养到 期;而精子需要 后才能受精。在受精过程中,防止多精入卵的反应有 。
(3)如果是体内受精,收集胚胎时,用特制的冲卵装置把供体母牛子宫内
的 冲洗出来。图中过程③是 。
解析:(1)分析题图可知,过程①是超数排卵处理,过程②是同期发情处理。哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,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)配种可通过体外受精的方式完成,此时,卵子需要培养到减数分裂Ⅱ中期;而精子需要获能后才能受精。在受精过程中,防止多精入卵的反应有透明带反应和卵细胞膜反应。(3)如果是体内受精,收集胚胎时,用特制的冲卵装置把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。图中过程③是胚胎移植。
答案:(1)超数排卵 同期发情 相同 (2)减数分裂Ⅱ中(或MⅡ) 获能 透明带反应和卵细胞膜反应(3)胚胎 胚胎移植
[拓展应用]
12.供体的胚胎移植到受体后,游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连,并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。下列叙述错误的是 ( )
A.受体的作用是为供体胚胎提供发育的条件
B.受体与胚胎血型应相同,否则会发生免疫排斥反应
C.受体和供体的遗传物质不需要相同
D.胚胎的遗传特性不受受体影响
解析:受体和胚胎二者之间有胎盘屏障,血液不混融在一起,所以不会发生免疫排斥反应。
答案:B
13.(2023·汕尾)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 ( )
操作对象 辅助生殖技术 4细胞胚胎期 桑葚胚 胚胎存活率
MⅡ期卵细胞 ①体外受精技术 染色质空间构象较快建立 高
②孤雌生殖 染色质特殊区域解体 解体区域部分重建较慢 低
③去核后体外受精(孤雄生殖) 解体区域部分重建更慢 低
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.母源染色质比父源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
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, 才能受精形成受精卵;胚胎工程必须通过胚胎移植给受体才能获得后代,因此①②③都必须将早期胚胎移植给受体才能获得后代;据题表可知,在桑葚胚时期,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,说明母源染色质比父源染色质更容易实现结构的重建;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。
答案:B
14.下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.通过图中①~⑤培育奶羊和克隆羊的原理相同
B.不同生物进行过程⑤的时间不同,但都不能晚于原肠胚
C.移植前进行胚胎性别鉴定,选择内细胞团细胞进行鉴定
D.⑤的成功与供体和受体的生理状态的一致性密切相关
解析:图示奶羊为胚胎分割移植,属于有性生殖,而克隆羊是无性生殖,二者原理不同;不同生物进行⑤过程的时间不同,但都不能晚于囊胚期;移植前进行胚胎性别鉴定,选择滋养层细胞进行鉴定;供体和受体的生理状态相同是胚胎移植成功的基础。
答案:D
15.(2021·济南)随着科学的发展和人们对生命科学的深入探索,生物科学技术将为人类的繁荣进步做出更大的贡献。下列关于生物科学技术的相关叙述,正确的是 ( )
A.植物组织培养过程中愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
B.利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式
C.植物体细胞杂交中,能采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况
D.胚胎分割移植后获得的动物个体之间的性状不一定完全相同
解析:愈伤组织是由外植体通过脱分化形成的,没有叶绿体,其代谢类型是异养需氧型;通过核移植技术产生克隆动物属于无性繁殖,不能培育新物种;原生质体无细胞壁,不能发生质壁分离;胚胎分割移植后获得的动物个体之间遗传物质是相同的,但是性状不一定完全相同,还受环境因素的影响。
答案:D
16.(2021·枣庄)2019年7月21日,代孕猫在胚胎移植66天后顺利分娩,我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。“大蒜”是一只非常可爱的短毛猫。这次成功培育克隆猫是世界为数不多的成功案例之一,标志着我国在克隆领域迈进一大步。下图为克隆猫“大蒜”培育过程示意图,请回答下列有关问题。
(1)从去世不久的猫身体取得表皮细胞,在构建重组细胞前需进行动物细胞培养,培养时适宜的气体环境是 ,CO2的作用是 。
(2)过程②通常用去核卵母细胞作受体细胞,除了因为它体积大易操作、营养物质丰富外,还因为它的细胞质中可能含有 。
(3)去除卵母细胞的细胞核采用 法,在操作过程中用微型吸管将 (时期)的卵母细胞的细胞核和第一极体一并吸出,将供体细胞注入去核卵母细胞后,通过电融合法使两细胞融合。
(4)过程④的实质是 。为了获得更多的“大蒜”,可以使用胚胎分割技术,应选择 的胚胎。
解析:(1)动物体细胞培养需要满足多个条件:适宜的温度, pH,营养,无菌、无毒的环境与适宜的气体环境(95%的空气和5%的CO2),其中CO2可维持培养液的pH;(2)动物的体细胞一般不表现出全能性,因而需要将供体的体细胞核移植到去核的卵母细胞中,因为它的细胞质中可能含有促使(或激活)细胞核全能性表达的物质;(3)核移植过程中,通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核,选择的卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期,因为此时期的细胞体积大易操作并且含有使细胞核表达全能性的物质;(4)过程④是胚胎移植,其实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。为了获得更多的“大蒜”,可以使用胚胎分割技术,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚的胚胎。
答案:(1)95%的空气和5%的CO2 维持培养液的pH
(2)促使(或激活)细胞核全能性表达的物质 (3)显微操作(显微操作去核) 减数分裂Ⅱ中期(减数第二次分裂中期或 MⅡ期) (4)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚
