第二节 胚胎工程及其应用
一、选择题
1.在试管家畜技术过程中,操作不合理的是( )
A.精子和卵子采集后可直接在试管内受精
B.在体外受精前,要对精子进行获能处理
C.牛、羊一般要培养到桑椹胚或囊胚阶段才进行移植
D.试管家畜技术在操作过程上要严格无菌操作
解析:在试管家畜技术过程中,所获得的精子要受精,必须首先进行获能处理。
答案:A
2.下列关于ES细胞(胚胎干细胞)的叙述,不正确的是( )
A.形态上体积小,细胞核明显
B.体外培养可以增殖而不分化
C.ES细胞可以用来培育人造组织器官
D.ES细胞是指来自于原肠胚以后的细胞
解析:ES细胞是指来自于早期胚胎或原始性腺中未分化的细胞,而早期胚胎不包括原肠胚阶段,可以是囊胚或囊胚以前的发育阶段。
答案:D
3.通过胚胎分割移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.对供体和受体母牛都要进行超数排卵处理
B.从供体获得的原肠胚经筛选后方可移植
C.通过胚胎移植产生多个后代属于有性生殖
D.需配制系列培养液以培养不同发育时期的胚胎
解析:对供体母牛进行超数排卵 ( http: / / www.21cnjy.com )处理,对受体母牛进行同期发情处理;胚胎移植应选择桑椹胚或囊胚期的胚胎;胚胎分割移植产生后代属于动物克隆(无性生殖)的范畴;不同发育时期的胚胎所需营养条件不同,故需配制一系列不同成分的培养液以培养不同发育时期的胚胎。
答案:D
4.下列各项中,不属于胚胎干细胞技术应用的是( )
A.为新药的研究和开发提供材料
B.为细胞和组织移植提供无免疫原性的材料
C.有目的地促进某种生物的进化
D.改良并创造动物新品种
解析:生物的进化是自然选择的过程。人为促进某种生物的进化是不符合进化规律的。
答案:C
5.以下关于胚胎分割移植的说法,不正确的是( )
A.就目前的胚胎分割移植而言,产生的同卵双胎较多,同卵多胎成功率较低
B.胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪等
C.可将囊胚阶段的胚胎进行随机分割成两份或多份,然后移植
D.用分割针将桑椹胚分成两部分,可直接将裸半胚移植入受体
解析:若分割时不能将内细胞团均等分割, ( http: / / www.21cnjy.com )会出现内细胞团多的部分正常发育,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题,所以这一阶段不能随机分割。
答案:C
6.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:胚胎干细胞在体外培养,可以定向分 ( http: / / www.21cnjy.com )化为各种专能干细胞或组织细胞,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。
答案:C
7.下列有关哺乳动物胚胎移植的叙述,正确的是( )
A.受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B.受体母畜与供体母畜发情的状态可不同期
C.超数排卵技术一定不用激素
D.试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成
解析:移植的胚胎应为桑椹胚或囊胚,否则胚 ( http: / / www.21cnjy.com )胎无法成活。同种动物排卵后,生殖器官的生理变化是相同的,为受体提供了相同的生理环境,故利用激素将二者进行同步发情处理;用促性腺激素可以促进超数排卵;试管婴儿只是受精及早期胚胎发育过程在试管内完成,胚胎工程的最后一道“工序”是胚胎移植,体外受精等技术获得的胚胎,必须通过胚胎移植才能获得后代。
答案:A
8.从卵巢中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: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。
答案:D
9.我国首例“虎狮兽”于2002年在南京红山 ( http: / / www.21cnjy.com )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处理
B.用化学物质处理掉卵细胞膜便于精子进入
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:精子获能后才具有受精能力,因此 ( http: / / www.21cnjy.com )体外受精要对精子进行获能处理;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。
答案:A
10.下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述,错误的是( )
A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B.人工授精后的一定时间内,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.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
解析:进行胚胎移植前需对受体母羊和供体 ( http: / / www.21cnjy.com )母羊进行同期发情处理,使它们具有相同的生理环境;胚胎分割应选择桑椹胚或囊胚时期的健康胚胎;胚胎分割技术属于无性繁殖,可获得两个或多个基因型完全相同的胚胎;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。
答案:B
11.人体骨髓中的造血干细胞在体内环境下 ( http: / / www.21cnjy.com )能分裂、分化形成红细胞、白细胞和血小板。现代科学研究发现,在体外一定条件下培养造血干细胞,它可以分裂、分化形成神经细胞。下列有关的叙述,不正确的是( )
A.三种血细胞的分化形成是基因选择性表达的结果
B.只有造血干细胞具有控制神经细胞性状的基因
C.只有离体培养的细胞才能表现出全能性
D.在生物体内细胞分化的过程一般是不可逆转的
解析:细胞分化是基因的选择性表达的 ( http: / / www.21cnjy.com )结果,细胞分化过程中基因并不发生改变。体外条件下培养造血干细胞形成神经细胞的事实不能说明造血干细胞具有一定的全能性,而且全能性的表达只有在离体环境下才能实现,因为在生物体内细胞分化是不可逆转的过程。
答案:B
二、非选择题
12.下图为经过体外受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 ,在进行体外受精前要对精子进行 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:将获能精子与处于减数第二次分裂 ( http: / / www.21cnjy.com )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,以免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 ( ( http: / / www.21cnjy.com )2)桑椹胚或囊胚 (3)囊胚腔 (4)具有相同的遗传物质 (5)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排斥反应
13.下图为牛胚胎移植示意图,请据图回答问题。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)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。
(2)③对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到 或 阶段。
(3)④胚胎移植过程一般有 和 两种方法。
(4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同 ,为什么
。
(5)进行胚胎移植的优势是 。
(6)冲卵的生理基础是
。
解析:本题考查胚胎移植的基本 ( http: / / www.21cnjy.com )操作过程及其生理基础。胚胎移植时供、受体牛必须处在相同的发情期,通常用激素进行处理,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。受体母牛只是提供胚胎发育的场所。进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
答案:(1)激素 促性腺 (2)桑椹胚 囊胚 (3)手术
非手术 (4)不相同 犊牛 ( http: / / www.21cnjy.com )的遗传物质来源于供体母牛和公牛,且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响 (5)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 (6)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
14.下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答下列问题。
( http: / / www.21cnjy.com )
(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上图中的 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, ( http: / / www.21cnjy.com )上述红细胞、白细胞、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在细胞周期的 期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用经过免疫的 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:(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,囊胚阶段细胞开始分化分为内细胞团和滋养层细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞, ( http: / / www.21cnjy.com )其全能性最高。在体外培养条件下,培养液中加入分化诱导因子,该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞。
(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
(4)骨髓是人体的造血组织,存在造血干细胞,骨髓移植的实质是将题图中的造血干细胞移植到患者体内。
(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而成熟的红细胞没有细胞核,所以不能作为供体。
(6)细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
(7)单克隆抗体制备过程中的细胞融合阶段,用经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞。
答案:(1)囊胚 原始性腺 (2)胚胎干细胞 分化诱导
(3)选择性表达 (4)造血干 (5)红细胞 细胞中无细胞核 (6)间 (7)B淋巴 特异性抗体第三章测评
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(共20小题,每小题2.5分,共50分)
1.下列有关精子、卵细胞形成与体内受精的叙述,不正确的是( )
A.精子没有线粒体和高尔基体等细胞器
B.精子获能后才具有与卵子结合的条件
C.精子与卵子结合是在输卵管内完成的
D.卵细胞获得了初级卵母细胞大部分的细胞质
解析:精子细胞变形后形成精子,高尔 ( http: / / www.21cnjy.com )基体形成头部的顶体,线粒体形成线粒体鞘(尾的基部);精子必须在雌性动物的生殖道中发生相应的生理变化后,才能获得受精能力;受精的部位是输卵管;由于卵细胞形成过程中发生两次不均等分裂,所以卵细胞获得了初级卵母细胞大部分的细胞质。
答案:A
2.下列有关胚胎工程的说法,不正确的是( )
A.内细胞团的胚胎干细胞具有发育的全能性
B.受体的遗传特性影响移植胚胎的遗传特性
C.体细胞核移植的受体细胞是去核的卵母细胞
D.胚胎移植实质上是早期胚胎空间位置的转移
解析:移植胚胎的遗传特性是由其遗传物质决定的,不受受体的遗传特性的影响。
答案:B
3.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是( )
A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性
D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层
解析:同种动物精子、卵细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )表面存在的特异性受体蛋白,决定了只有同种动物精卵才能结合;随着分裂的进行,卵裂球细胞的体积逐渐变小;囊胚期的细胞开始出现分化,其外表的一层细胞即滋养层,将发育成胎盘等,不具有发育的全能性;囊胚可继续分化,至原肠胚时期已具有三个胚层。
答案:A
4.通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。下列有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是( )
A.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
B.分化的体细胞丢失了某些基因
C.二者功能有差异,但形态没有差异
D.二者基因组相同,且表达的基因相同
解析:胚胎干细胞可以分化成多种 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞,其细胞形态和功能都与其他体细胞不同,结构与功能是相适应的,但是遗传物质都是一样的,之所以形态结构不同,是因为基因选择性表达。在细胞分化过程中,基因不会丢失。
答案:A
5.下列关于哺乳动物体外受精技术和早期胚胎发育的叙述,正确的是( )
A.卵裂过程发生于输卵管,胚胎体积不断增大
B.喂养拌有促性腺激素的饲料可使母畜超数排卵
C.从附睾取出的精子可直接与成熟的卵细胞受精
D.早期胚胎培养的培养液通常都需加入动物血清
解析:卵裂期细胞数量不断增多,胚胎体积并不增 ( http: / / www.21cnjy.com )大,或略有缩小;促性腺激素的化学本质是蛋白质,用喂养法时蛋白质被动物消化液分解而失效;精子获能后才能参与受精;血清中含有一些营养物质和生长因子,这些物质的成分和作用目前还不清楚,还不能人工合成,故早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常需加入动物血清。
答案:D
6.下列有关胚胎工程的叙述,不正确的是( )
A.试管动物的培育离不开胚胎移植技术
B.早期胚胎发育过程中,受精卵经过卵裂形成桑椹胚
C.通过胚胎分割技术可获得遗传特性相同的后代
D.利用某一胚胎的干细胞进行多组核移植,产生的动物中雌雄理论比例为1∶1
解析:试管动物的体外培养只能培养到早 ( http: / / www.21cnjy.com )期胚胎,胚胎进一步发育必须经胚胎移植后在母体子宫中进行;卵裂期指的是在透明带内的胚胎发育阶段,受精卵经过有丝分裂发育到桑椹胚的过程都是在透明带内进行的,桑椹胚进一步发育到囊胚后会出现透明带的破裂而结束卵裂期;胚胎分割是用机械方法将早期胚胎均等分割,所以得到的后代都来自于同一胚胎,具有相同的遗传物质,性别相同,全为雌性或全为雄性。
答案:D
7.下列关于胚胎干细胞的叙述,不正确的是( )
A.动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞
B.胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能
C.胚胎干细胞的核遗传物质在质和量上与受精卵相同
D.胚胎干细胞在体外可诱导分化为不同的组织类型
解析:胚胎干细胞主要来源 ( http: / / www.21cnjy.com )于囊胚期的内细胞团细胞或原始性腺细胞;由于其具有发育的全能性,可在体外培养时诱导分化为不同的机体组织;其核遗传物质与受精卵相同。
答案:A
8.下列是有关胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.培养胚胎干细胞时需抑制胚胎干细胞的生长和分化
B.“试管动物”的产生与动物细胞培养技术无关
C.将原肠胚的内细胞团均等分割,可以获得同卵双胞胎或多胞胎
D.体外受精时需要做卵母细胞的采集和培养
解析:培养胚胎干细胞时需 ( http: / / www.21cnjy.com )抑制胚胎干细胞的分化;“试管动物”需要通过动物细胞培养技术获得卵裂球或囊胚,然后进行胚胎移植;胚胎分割应对囊胚的内细胞团进行分割。
答案:D
9.关于胚胎分割移植,以下说法正确的是( )
A.胚胎分割移植可产生基因型完全相同的两个新个体
B.胚胎分割次数越多,产生新个体越多
C.胚胎分割移植是有性生殖
D.胚胎分割若在囊胚期,滋养层细胞要均等分割,内细胞团不需均等分割
解析:由于分割的胚胎是由一个受精卵经 ( http: / / www.21cnjy.com )过有丝分裂形成的,所以核中的遗传物质相同。胚胎分割移植属于无性生殖。若胚胎分割发生在囊胚期,内细胞团必须均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。到目前为止,最常见的是经分割产生的同卵双胎,而同卵多胎成功的比例都很小。
答案:A
10.下列有关哺乳动物体内受精的叙述,正确的是( )
A.精子的获能在曲细精管,精子与卵子的结合在输卵管
B.精子和卵子结合的过程中,卵子完成减数第二次分裂
C.卵细胞膜内可以有多个精子,透明带内一般只能有一个精子
D.精子细胞膜与卵子细胞膜融合依靠了细胞膜选择透过性
解析:精子的获能发生在雌性动物的生殖道 ( http: / / www.21cnjy.com )中;在卵巢中形成的卵泡含有次级卵母细胞,排卵后,在精卵结合过程中完成减数第二次分裂,次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个第二极体;当第一个精子接触到卵细胞膜时,透明带反应才进行,透明带内可以有多个精子,而进入卵细胞膜的精子只有一个;膜的融合依赖于细胞膜的流动性。
答案:B
11.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点
D.胚胎干细胞是一类未分化细胞,可从早期胚胎中分离获取
解析:卵裂期细胞不断分裂,但胚胎总体积不 ( http: / / www.21cnjy.com )增加,或略有缩小,故细胞数目增多,有机物因消耗而逐渐减少;内细胞团是囊胚时期的,不是原肠胚时期的;胚胎干细胞具有细胞核大、核仁明显的特点;胚胎干细胞是全能干细胞,是未分化细胞。
答案:D
12.下列克隆技术中属于治疗性克隆的是( )
A.利用克隆技术大量繁殖优良家畜
B.利用克隆技术繁殖大熊猫
C.利用胚胎干细胞克隆人体,作为器官移植供体
D.利用胚胎干细胞克隆器官,作为器官移植供体
解析:世界上大多数国家的政府都明令禁止 ( http: / / www.21cnjy.com )生殖性克隆,而倡导以治疗为目的的治疗性克隆。但治疗性克隆并不是利用胚胎干细胞克隆人体,而是克隆器官,作为器官移植的供体。
答案:D
13.下列关于人早期胚胎发育过程中桑椹胚和囊胚的叙述,正确的是( )
A.囊胚与桑椹胚相比,每个细胞内DNA总量增加
B.囊胚与桑椹胚相比,细胞数目较多
C.组成囊胚和桑椹胚的细胞,都是全能细胞
D.桑椹胚的形成在卵巢
解析:由桑椹胚发育到囊胚进行的是有丝分裂,每 ( http: / / www.21cnjy.com )个细胞内DNA总量不变;囊胚期开始出现分化,其中的滋养层细胞不是全能干细胞,桑椹胚的形成在输卵管。
答案:B
14.镰刀型细胞贫血症是一种遗 ( http: / / www.21cnjy.com )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,你认为最佳的治疗方案是( )
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植入病人血液
D.将符合要求的红细胞植入病人的血液和造血系统
解析:造血干细胞是一种多能干细胞, ( http: / / www.21cnjy.com )在一定条件下可以增殖和分化为多种组织细胞。镰刀型细胞贫血症患者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。造血干细胞增殖和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。
答案:B
15.科学家利用鸡尾酒诱导小 ( http: / / www.21cnjy.com )鼠胚胎干细胞分化成卵母细胞,体外受精后,将胚胎移植到代孕小鼠体内,能产生正常后代。下列有关叙述不正确的是( )
A.精子和卵子一般要共同培养一段时间才能受精
B.胚胎早期培养的培养液一般需要添加维生素
C.胚胎干细胞分化成卵母细胞说明其具有全能性
D.胚胎移植时胚胎的遗传特性不会因受体而改变
解析:在体外受精前,要对精子进行获能处理。通 ( http: / / www.21cnjy.com )常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。采集的卵母细胞,要在体外经过人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,A正确。哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂,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,B正确。细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,胚胎干细胞分化成卵母细胞不是完整个体,C错误。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,供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中不受受体影响,D正确。
答案:C
16.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.体外受精时对精子要进行获能处理,卵母细胞需要培养至MⅡ期
B.卵裂过程发生于输卵管,卵裂期细胞数量不断增多,胚胎体积不断增大
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入动物血清
D.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
解析:获能的精子和MⅡ期的卵母细胞才具有受 ( http: / / www.21cnjy.com )精能力;卵裂期细胞数量不断增多,胚胎体积不增加,或略有缩小;血清中含有一些营养物质和生长因子,这些物质的成分和作用目前还不清楚,不能人工合成,只能从血清中提取,故早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入动物血清;一次给受体母羊植入多个胚胎,每个胚胎都可能发育成一个个体,故可增加双胞胎和多胞胎的比例。
答案:B
17.150枚被称为“贵族牛”的红安格斯牛纯 ( http: / / www.21cnjy.com )种胚胎在河南祥基集团高档肉牛示范养殖基地同期移植下种,开始利用本地黄牛作受体“借腹生子”。据悉,如此大规模的高档肉牛胚胎移植工程在全国属首次。下列相关叙述错误的是( )
A.红安格斯牛的主要职能是提供优良遗传特性的胚胎
B.此法获得的红安格斯小牛性状与本地黄牛相同
C.“借腹生子”可以充分发挥红安格斯牛的繁殖潜力
D.本地黄牛作受体应具有健康的体质和正常繁殖能力
解析:胚胎移植的优势是可以充分 ( http: / / www.21cnjy.com )发挥优良个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。胚胎移植产下的子代具有的性状取决于所用雄性个体和供体,与受体没有关系。
答案:B
18.一个婴儿出生后,医院为他保留了脐带血, ( http: / / www.21cnjy.com )在他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病,就可以通过脐带血中的干细胞来为其治病,关于这个实例说法正确的是( )
A.用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,需要激发细胞的所有全能性
B.用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病
C.如果要移植用他的干细胞培育出的器官,需要用到细胞培养技术
D.如果要移植用他的干细胞培育出的器官,应该要长期给他使用免疫抑制药物
解析:脐带血干细胞最大的优 ( http: / / www.21cnjy.com )点就是自体移植不会有排斥反应,因而不需要给他使用免疫抑制药物。用脐带血干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,不需要激发细胞的所有全能性。脐带血干细胞不能治疗所有疾病,比如意外伤害、毒药伤害等。
答案:C
19.爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于体外受精技术的叙述正确的是( )
A.获取的精子经获能后才能进行体外受精
B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵
C.精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫
D.精子与卵子相遇后,会发生顶体反应,防止多精入卵
解析:采集的卵母细胞要在体 ( http: / / www.21cnjy.com )外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精;成熟的卵细胞与收集来的精子相遇形成受精卵,需培养到一定阶段才可移植;防止多精入卵主要通过透明带反应和卵细胞膜反应两道屏障。
答案:A
20.科学家把从小鼠胚胎干细胞中分离 ( http: / / www.21cnjy.com )获得的4个基因通过病毒导入已分化的小鼠成熟细胞,发现成熟细胞返回到了未成熟的干细胞状态。这种干细胞(iPS细胞)又能在不同条件下分化形成神经细胞等多种细胞。下列叙述不正确的是( )
A.此实验过程中病毒发挥了载体的功能
B.此实验过程中运用了动物细胞培养技术
C.分化形成的神经细胞能进行遗传信息的表达
D.iPS细胞分化形成的多种细胞所含核基因不同
解析:基因通过病毒导入已分化的小鼠成熟细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞,病毒起了载体的作用;干细胞培养过程中需要利用动物细胞培养技术;分化形成的神经细胞能进行蛋白质的合成,即遗传信息的表达;细胞分化的实质是基因的选择性表达,但遗传物质不发生变化。
答案:D
二、非选择题(共50分)
21.(14分)下图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答有关问题。
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(1)图中A是 ,B是 ( http: / / www.21cnjy.com ) ,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)图中的①②③④分别表示的过程 ( http: / / www.21cnjy.com )是 、 、 、 ,其中有染色体着丝点分裂的是 (填序号)。
(4)排卵是指 从 中排出,刚排出的卵子尚未完全成熟,需要在 内进一步成熟。
解析:解答本题首先应根据图示 ( http: / / www.21cnjy.com )判断出①~④是卵子发生中的哪一个过程,然后再分析该过程所发生的具体变化。(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;②是初级卵母细胞的生长;③④为减数分裂,次级卵母细胞的减数第二次分裂是在受精过程中完成的,因此E是受精,B是受精卵;卵泡的形成是在胎儿期,减数分裂是从初情期开始的,因此C为胎儿期,D为初情期后;(2)当观察到第二极体时,表明卵子已经受精;(3)着丝点分裂可发生在有丝分裂中,也可以发生在减数第二次分裂中,即①④过程中;(4)排卵是指卵子从卵泡中排出,需要在输卵管内进一步成熟。
答案:(1)第一极体 受精卵 受精 胎儿期 初情期后
(2)卵子已经受精 (3)有丝分裂 初级卵母细胞生长 减数第一次分裂 减数笫二次分裂 ①④ (4)卵子 卵泡 输卵管
22.(8分)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
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(1)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是 ;从良种公牛采集的精子需 后才能进行受精作用。
(2)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 气体以维持 。
(3)图中过程A称为 ,它在胚胎工程中的意义在于 。
(4)研制能够产生人类白细胞介素 ( http: / / www.21cnjy.com )的牛乳腺生物反应器,需将目的基因导入牛受精卵,最常用的导入方法是 ;获得转基因母牛后,如果 即说明目的基因已经表达。
解析:(1)采集的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力,采集的精子获能后才能进行受精。
(2)体外培养受精卵需要提供CO2以维持培养液的pH。
(3)过程A为胚胎移植,能够充分发挥优良母畜的繁殖潜力,提高繁殖率。
(4)将目的基因导入动物细胞用显微注射法。若在转基因牛的乳汁中含有人的白细胞介素,说明目的基因已成功表达。
答案:(1)使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力)
获能 (2)CO2 培养液(基)的p ( http: / / www.21cnjy.com )H (3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率 (4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
23.(10分)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题。
(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的 能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚 ( http: / / www.21cnjy.com )未完成,此时卵子处于 卵母细胞阶段,当该细胞发育至减数第二次分裂 期时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明 过程已完成。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且 ( http: / / www.21cnjy.com ) 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎,常用 激素对供体进行处理,其目的是获得更多的 ,经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜 。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完 ( http: / / www.21cnjy.com )全相同的两个新个体,可对发育到桑椹胚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行 处理,再植入受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于 条件下。
解析:(1)精子与卵子相遇后,发生 ( http: / / www.21cnjy.com )顶体反应,顶体内的顶体酶释放出来,直接溶解卵丘细胞之间的物质,随后将透明带溶出一条孔道,从而协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)排出的卵子减数第一次分裂尚未完成,所以处于初级卵母细胞阶段,排出的卵子在输卵管内进一步成熟,当达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵子完成受精的标志是卵细胞膜和透明带之间看到两个极体。(3)胚胎移植的要求是将早期胚胎移植到同种且生理状态相同的其他雌性动物体内。用促性腺激素进行超数排卵处理,使其产生更多的能进行受精的卵母细胞,从而获得较多的早期胚胎。由于细胞膜具有选择透过性,所以染料不能进入活细胞,因而活胚胎细胞不能被染色。(4)胚胎分割属于无性繁殖技术,可将一个胚胎通过胚胎分割形成两个遗传物质完全相同的新个体,对胚胎进行长期保存一般放入-196 ℃的液氮中。
答案:(1)顶体酶 (2)初级 中 受精 (3)生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性 (4)胚胎分割 冷冻(或液氮)
24.(10分)下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答。
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(1)人类“治疗性克隆”的核心技术是胚胎工程中的 技术。
(2)“治疗性克隆”的结 ( http: / / www.21cnjy.com )果说明高度分化的体细胞的核仍然具有 。相同的胚胎干细胞,“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是基因 的结果。
(3)若将上述技术用于白血 ( http: / / www.21cnjy.com )病病人的骨髓移植,且图中患者是A型血(IAi),提供卵细胞的女性是AB型血(IAIB),则骨髓移植成功后患者的血型是 型。
(4)科学家为何要将患者的体细胞的细胞核植入去核的卵细胞,而不直接用体细胞进行细胞培养
。
解析:“治疗性克隆”涉及核移植、 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞培养等技术,属于细胞工程。人的体细胞是高度分化的细胞,全能性受到了严格限制,其细胞核只有在卵细胞质中方可表现出全能性。血型性状由核基因控制,骨髓移植成功患者的血型是由核供体的基因所决定的。
答案:(1)胚胎干细胞培养 (2)全能性 选择性表达 (3)A (4)卵细胞体积大,含养分多,并含有控制细胞核基因程序性表达的物质
25.(8分)如图所示,经过胚胎移 ( http: / / www.21cnjy.com )植,荷斯坦小奶牛具有与供体母牛相似的特性。因此,它对充分发挥优良母牛的繁殖潜力,推广利用优良雌性配子,加速畜群改良等,都有极其重要的实际生产价值,在动物遗传学和繁殖生理学的研究中也具有重要作用。
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胚胎移植示意图
(1)你认为黄牛生出荷斯坦小奶牛的生殖方式是 。
(2)在选择优秀种公牛的精子时,应选择含 染色体的精子才可繁育出良种小奶牛。
(3)优秀种公牛精液,要经过 (生理过程)才具有受精能力,受精卵常在体外培养到 阶段,再进行移植。
(4)为了获得较多的卵母细胞,对供体母牛的处理措施是 。
(5)胚胎移植的用途有
。(举两例)
解析:本题考查性别决定、胚胎移植的操 ( http: / / www.21cnjy.com )作和应用。黄牛生出荷斯坦小奶牛利用了体外受精技术,属于有性生殖。优秀种公牛精子中的性染色体为X或Y,要繁育出良种小奶牛,应选择含X染色体的精子与成熟的卵细胞体外受精。采集的精子要放入培养液中培养,使精子达到获能状态,才能够穿入卵细胞内部。移植的最适宜时期是囊胚阶段。超数排卵常采用给母牛注射促性腺激素的方式。胚胎移植可用于快速繁育良种家畜、克隆哺乳动物、克服人类的不孕症等。
答案:(1)有性生殖 (2)X (3)精子获能 囊胚 (4)注射促性腺激素 (5)快速繁育良种家畜、克隆哺乳动物第三章 胚胎工程
第一节 受精和胚胎发育
一、选择题
1.以下关于精子形成过程的叙述,不正确的是( )
A.精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分
B.高尔基体发育为头部的顶体
C.线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘
D.细胞内的其他物质浓缩为球状,叫作原生质滴,原生质滴中存在中心体
解析:精子细胞中的细胞核变为精子头的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )部分,高尔基体发育为头部的顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,其他物质浓缩成原生质滴。
答案:D
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,在输卵管内 D.受精时,在输卵管内
解析:雌性动物初级卵母细胞的减数第一次分裂在动物排卵前后完成,在卵巢内进行,其结果是产生一个次级卵母细胞和一个第一极体。
答案:A
3.精子发生过程没有、卵子发生过程具有的特点是( )
A.实现核遗传物质的平均分配
B.实现细胞质遗传物质的非平均分配
C.中心体、高尔基体有变形过程
D.细胞分裂方式为减数分裂
解析:“实现核遗传物质的平均分配”和“细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )分裂方式为减数分裂”是精子发生过程和卵子发生过程的共同特点。实现细胞质遗传物质的非平均分配是卵子发生过程特有的特点,中心体、高尔基体有变形过程是精子发生过程特有的特点。
答案:B
4.下列不属于受精阶段所发生的反应的是( )
A.顶体反应 B.透明带反应
C.卵细胞膜反应 D.妊娠反应
解析:A、B、C都是受精阶段所发生的反应,而妊娠反应是胚胎发育过程中个体的生理反应。
答案:D
5.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.曲细精管中由精原细胞经数次有丝分裂形成精子细胞
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可分为头、颈和尾三大部分
解析:精原细胞中的一部分染色体复制形成初级精母细胞,再经过减数分裂形成精子细胞。
答案:B
6.在下图所示的过程中,哪一事件在2~9阶段均没有发生 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.细胞体积减小 B.细胞会逐渐衰老
C.细胞有丝分裂 D.细胞分化
解析:图中2~9阶段表示的是胚胎发育过程, ( http: / / www.21cnjy.com )胚胎发育是细胞有丝分裂和细胞分化的过程。受精卵发育到囊胚的过程中,随着细胞数目的增多,细胞体积减小,该过程中不会发生细胞衰老。
答案:B
7.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是转录水平上的差异引起的
解析:细胞分化并非遗传物质发生改变引起的,而是基因选择性表达的结果,即转录水平上的调控。
答案:C
8.受精过程的顺序是( )
①第一次卵裂开始 ②释放第二极体 ③顶体反应 ④穿越透明带 ⑤雌、雄原核的形成 ⑥核膜消失,雌、雄原核融合
A.①②③④⑤⑥ B.③②④⑤⑥①
C.④⑤②①③⑥ D.③④②⑤⑥①
答案:D
9.每一物种都可保持本物种 ( http: / / www.21cnjy.com )染色体数目的稳定,在动物受精过程中,有一系列的机制保证一个精子与一个卵子结合,防止多个精子与卵子结合,从而保证本物种染色体数目的稳定。下列哪些活动可防止多个精子与卵子结合 ( )
①精子细胞变形,细胞核物质集中在精子头部 ②精子获能 ③顶体反应 ④透明带反应 ⑤卵细胞膜反应
A.①② B.①③
C.③⑤ D.④⑤
解析:精子细胞的变形使精子具有灵活运动 ( http: / / www.21cnjy.com )的能力,使精子迅速运动,找到卵子;精子获能是精子在雌性生殖道中经过一系列的生理变化,获得受精的能力;顶体反应是顶体内的酶释放出来,溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通路;透明带反应是指精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应;精子进入卵子后,卵细胞膜会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,这就是卵细胞膜反应。
答案:D
10.以下关于桑椹胚的说法不正确的是( )
A.胚胎细胞数目达到32个左右时,形似桑椹
B.每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,即每个细胞都具有全能性
C.良种母牛体内的桑椹胚细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛,性别一定为雌性
D.是由受精卵经有丝分裂产生的
解析:考查桑椹胚的概念及特点。当胚 ( http: / / www.21cnjy.com )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,叫作桑椹胚。实验证实,这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能,属于全能细胞。这些细胞都是由受精卵经有丝分裂产生的。故A、B、D三项正确。良种母牛体内的桑椹胚是由受精卵发育而成的,受精卵经有丝分裂形成的各细胞基因型相同,由它们克隆而成的小牛性别也相同,但不一定都是雌性,这要视一开始此受精卵的情况而定。若受精卵为XY型,则为雄性;若受精卵为XX型,则为雌性。
答案:C
11.在动物的胚胎发育过程中,早期 ( http: / / www.21cnjy.com )原肠胚的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那里的器官形成。但如果在原肠胚的末期,将未来发育为蝾螈下肢的部分移植到蝾螈胚胎不长下肢的部分,将发育为一条额外的腿,这说明( )
A.原肠胚末期出现了组织和器官的形成
B.细胞是全能的
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,只是出现了细胞分化,因此在移植这种细胞后,它们将继续分化发育成为特定的组织和器官。
答案:C
二、非选择题
12.下图A是动物生殖细胞形成过程的简图,图B是家畜卵子发生和成熟过程示意图,请据图回答下列问题([ ]内填图中序号)。
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A
( http: / / www.21cnjy.com )
B
(1)这是 细胞的形成过程,是在动物的 中形成的。
(2)图A中的(二)表示 母细胞,图中的(五)表示 母细胞。
(3)图A中的(一)所示的1个细胞能够形成 个(七)所示的细胞。
(4)图B中下列序号所代表的含义是:① ;③ ;⑦ 。
(5)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在 完成的。
(6)一个次级卵母细胞减数分裂形成 个卵子和 个第二极体。
解析:卵细胞的形成发生在卵巢中。哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中储备发生在胎儿时期即出生前;在性成熟后继续发育。
答案:(1)卵 卵巢
(2)初级卵 次级卵
(3)1
(4)胎儿期 卵细胞膜 减数第二次
(5)出生前(即胎儿时期)
(6)1 1
13.下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)写出各个阶段的名称:A ,B ,C 。
(2)写出图中各标号的名称:2 ,4 。
(3)A时期的细胞具有发育上的 性,B时期开始出现 ,C时期开始出现 。
解析:解答本题首先应根据图示判断出A、B、C ( http: / / www.21cnjy.com )各属于胚胎发育的哪个时期,然后再分析各时期的特点。(1)图中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层,2是内细胞团,3是透明带,4是囊胚腔。(3)桑椹胚细胞具有全能性;囊胚期开始出现细胞分化,已分化为滋养层细胞和内细胞团;原肠胚开始出现胚层分化,分化为外胚层、内胚层,在内、外胚层之间将形成中胚层。
答案:(1)桑椹胚 囊胚 原肠胚
(2)内细胞团 囊胚腔
(3)全能 细胞分化 胚层分化
