3.2 体外受精和早期胚胎培养
基础巩固
1试管牛所采用的技术是( )
①胚胎移植 ②基因工程 ③细胞工程 ④体外受精
⑤克隆技术
A.①④ B.②④ C.①③ D.①⑤
解析试管动物是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育成早期胚胎,经胚胎移植后产生后代的技术。试管牛采用的技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。
答案A
2胚胎早期培养需要用发育培养液,此培养液的成分是
( )
A.水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等
B.蔗糖、水、无机盐、激素、维生素等
C.水、无机盐、蔗糖、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清等
D.水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉等
解析蔗糖一般是植物培养基的成分,淀粉一般不作为培养基的成分,只在某些微生物的培养过程中利用。胚胎培养液的成分和动物细胞培养液的成分相似。
答案A
3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公畜的优良特性
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
解析人工授精是用人工的方法,把精液注入雌性动物的生殖道内,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。
答案C
4体外受精时采集小鼠卵子常用的方法是( )
A.超数排卵处理法
B.活体采卵法
C.从早期胚胎中采集
D.从屠宰后母畜卵巢中采集卵母细胞
解析对实验小鼠常用的采集卵子的方法:用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,再从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精,即超数排卵处理法。
答案A
5精子获能的常用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
解析采集到的精子必须获能后才能与成熟的卵子完成受精。精子体外获能的方法有两种:培养法和化学诱导法,对于啮齿类动物、家兔和猪等动物,一般采用培养法,即将精子放入获能液中使其获能;对于牛、羊等家畜常用化学诱导法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导精子获能。
答案C
6体外受精常采用的采卵方法有( )
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 ⑤从屠宰场废弃卵巢中采集卵母细胞
A.①②③
B.②③④
C.①③⑤
D.①④⑤
解析可采用注射激素的方法,使母畜排出更多的卵子然后从输卵管中冲取卵子;也可利用超声波引导法从母畜体内采集卵母细胞或直接从屠宰母畜的卵巢内获取卵母细胞。
答案D
7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.卵母细胞也要经历类似精子获能的过程
B.采集到的卵母细胞的成熟程度不同
C.体外人工培养至减数第二次分裂中期时,才算成熟
D.卵母细胞还需要培养一段时间,才能由小变大
解析采集到的卵母细胞还不成熟,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过程。
答案D
8(2017江苏)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是( )
A.精子在获能液中于37
℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能
B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用
C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异
D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
解析体外受精前,获取的小鼠的精子需在获能液中进行获能处理,A项正确。运用超数排卵技术,促使动物产生更多的卵细胞,相关措施包括光周期的控制和注射促性腺激素,B项正确。分割后的胚胎细胞遗传物质完全相同,但个体发育还受环境条件的影响,C项错误。胚胎干细胞具有发育的全能性,可以分化为个体的任何一种组织细胞,因此胚胎干细胞可以参与囊胚腔中内细胞团的个体器官发育,D项正确。
答案C
9回答下列有关问题。
(1)哺乳动物的卵子发生是在雌性动物的卵巢内完成的。减数第一次分裂是在雌性动物 前后完成的。
(2)刚排出的精子不能立即与卵子结合,必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后,才具备受精能力,这一生理现象叫做 。
(3)体外受精是对体内受精的模拟操作,首先对雌性动物用 处理,使其排出更多的卵子。
(4)精卵体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中培养,它的成分比较复杂,除了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、 等物质。
(5)对于“试管动物”的正确理解是 (多选)。
A.属于无性生殖
B.属于有性生殖
C.体外受精
D.体内受精
E.体外发育
F.体内发育
解析(1)初级卵母细胞减数第一次分裂发生在排卵前后。
(2)精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后,才具备受精能力,这一生理现象叫做精子获能(获能)。
(3)对雌性动物注射促性腺激素可使其超数排卵。
(4)动物细胞培养需要添加动物血清,以满足细胞生长发育的需要。
(5)“试管动物”经过精卵的体外受精,属于有性生殖过程。精卵体外受精形成受精卵后在体外进行早期胚胎发育,发育到一定阶段后移植到受体子宫中继续发育。
答案(1)排卵
(2)精子获能(获能)
(3)促性腺激素
(4)血清
(5)BCEF
10根据哺乳动物体外受精的过程,回答下列问题。
(1)体外受精的过程主要包括 、 及受精等几个步骤。
(2)精子采集的方法主要有 、 和 。获能的方法有 和 。
(3)请用一个流程图表示体外受精过程。
答案(1)卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能
(2)假阴道法 手握法 电刺激法 培养法 化学诱导法
(3)图示如下:
能力提升
1下列说法错误的是( )
A.可以借助工具直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞
B.电刺激法只适于收集猪、犬等家畜的精子
C.在体外受精前,必须对精子进行获能处理
D.获能的精子和培养成熟的卵子,可以在体外完成受精过程
解析手握法只适用于收集猪和犬等体型较小、易于控制的家畜;电刺激法多用于野生或经济动物。
答案B
2下列关于卵母细胞采集的叙述,不正确的是( )
A.有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B.从输卵管中取出的卵子,可直接与获能的精子在体外受精
C.对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D.采集的卵母细胞,都可直接与获能的精子在体外受精
解析从输卵管中采集到的卵子可以与获能的精子直接受精,从卵巢中采集到的卵母细胞需要在体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
答案D
3下列说法正确的是( )
A.试管牛是无性生殖的产物
B.试管婴儿是有性生殖的产物
C.“多利”羊是有性生殖的产物
D.转基因牛是无性生殖的产物
解析试管牛和试管婴儿都经过了受精作用,都是有性生殖的产物。“多利”羊是核移植技术的产物,属无性生殖;转基因牛也是有性生殖的产物。
答案B
4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.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵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获能精子相遇形成的受精卵需培养到一定阶段才可移植
D.体外受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,移植入受体后继续发育形成幼体产出。
答案C
5进行卵式生殖(卵式生殖是指卵细胞和精子的大小和形状都悬殊的配子生殖)的生物产生的卵细胞比精子大得多,其生物学意义是( )
A.利于受精作用
B.可携带更多的遗传物质
C.利于胚胎发育
D.利于胚后发育
解析卵式生殖使更多的营养物质进入卵细胞,这些营养物质对维持受精卵卵裂及其后的胚胎发育是必需的。就胚后发育来看,幼体可通过摄取外界的营养物质满足自身的需要。
答案C
6在动物细胞工程和胚胎工程中所用的物质和其发挥的作用正确的组合是( )
A.肝素——诱导精子及卵细胞受精
B.胃蛋白酶——动物细胞培养时分散细胞
C.聚乙二醇——诱导细胞分化
D.促性腺激素——促进供体母畜超数排卵
解析将动物组织细胞分散开的酶是胰蛋白酶,因为胃蛋白酶适宜的pH为2左右,当pH大于6时,胃蛋白酶活性丧失,而胰蛋白酶的适宜pH为7.2~8.4;肝素可诱导精子获能;聚乙二醇诱导细胞融合。
答案D
★7下图表示通过体外受精培育试管牛的过程,下列叙述错误的是( )
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
解析获取的精子必须要经过获能后才能进行体外受精,A项正确。②表示受精作用,受精发生时,精卵识别,之后精子释放顶体酶,穿越放射冠和透明带,精子入卵后,雌、雄原核形成,最后雌、雄原核融合形成合子,因此受精过程不仅仅与细胞膜的流动性有关,B项错误。③表示受精卵的卵裂,其方式为有丝分裂,C项正确。④表示将发育成的早期胚胎移植入母体,D项正确。
答案B
8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。
(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)研制能够产生人类白细胞介素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)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。若转基因牛的乳汁中含有人类白细胞介素,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pH
(3)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)专题3 胚胎工程
3.1 体内受精和早期胚胎发育
基础巩固
1以下对精子形成过程的说法,不正确的是( )
A.精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.原生质滴中存在中心体
解析在精子变形时中心体演变为精子的尾,原生质滴由细胞内的其他物质浓缩而成。
答案D
2卵子的成熟部位和受精部位分别是( )
A.卵巢、卵巢
B.卵巢、输卵管
C.输卵管、输卵管
D.输卵管、子宫
解析卵子由卵巢排出时尚未成熟,其成熟是在进入输卵管后,且受精也是在输卵管中完成。
答案C
3防止多精入卵的屏障是( )
①顶体反应 ②透明带反应 ③卵细胞膜反应 ④原有核膜破裂形成新的核膜
A.①③ B.②④ C.③④ D.②③
解析防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应,第二道屏障是卵细胞膜反应。
答案D
4精子变形时,线粒体集中在尾的基部的意义是( )
A.释放顶体酶发生透明带反应
B.产生能量促进精子运动
C.有利于质基因进入受精卵
D.受细胞核的挤压形成
解析线粒体是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所,精子的线粒体在精子形成过程中集中于尾的基部形成线粒体鞘,是精子维持生存和运动的“动力工厂”或“发动机”。
答案B
5下列说法不正确的是( )
A.雄性动物从初情期开始产生精子
B.
1个精原细胞可形成4个精子
C.对多数家畜来说,精子在睾丸中形成时间为两个月左右
D.体型大的动物产生的精子多而大
解析精子的大小与动物体型的大小无关。
答案D
6下列说法正确的是( )
A.哺乳动物卵泡的形成是在初情期
B.排卵是指排出成熟的卵泡
C.排卵实质上是排出初级卵母细胞
D.正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵子
解析排卵时初级卵母细胞完成了减数第一次分裂,产生了一个次级卵母细胞和第一极体。故排卵实质是排出次级卵母细胞。
答案D
7动物的受精过程包括下列基本步骤,其受精作用的实质是( )
A.精子和卵子相互识别
B.精子头部进入卵细胞内
C.精子和卵子结合
D.雌原核和雄原核相互融合
答案D
8次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于( )
A.排卵前,在卵巢内
B.受精前,在输卵管内
C.排卵后,在腹腔内
D.受精时,在输卵管内
解析减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的,故D项正确。
答案D
9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。
(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] ;[5] ;[7] ;[8] 。
(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 。
(4)[2]将来发育成 。
解析(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;图C中[5]是外胚层,[6]是滋养层,[7]是原肠腔,[8]是内胚层。(3)桑椹胚细胞具有全能性;囊胚期开始出现细胞分化,已分化为滋养层和内细胞团;原肠胚已有胚层分化,分化为外胚层、内胚层,在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织,滋养层将发育为胎膜和胎盘。
答案(1)桑椹胚 囊胚 原肠胚
(2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层
(3)全能 细胞分化 胚层分化
(4)胎儿的各种组织
能力提升
1下列细胞,哪一个代表已经受精的卵子 ( )
解析卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体。
答案C
2下列关于受精过程的叙述,错误的是( )
A.获能后的精子与卵子相遇后,释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
B.透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障
C.精子与卵细胞膜相互融合,精子入卵
D.雄原核形成的同时,卵子完成减数第二次分裂
解析精子获能后才具有受精能力,精子与卵子相遇后,首先发生顶体反应,释放顶体酶穿过放射冠进入透明带,并接触卵细胞膜。在精子接触卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,这是防止多精入卵的第一道屏障,然后精子与卵细胞膜相互融合,精子入卵,雄原核形成的同时,卵子完成减数第二次分裂形成雌原核,雌雄原核融合形成合子。
答案A
3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三项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雌性个体的生理反应。
答案D
4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性细胞
C.囊胚腔先于原肠腔出现
D.桑椹胚开始进行孵化
解析早期胚胎发育的顺序:受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚。桑椹胚前的细胞属于全能细胞,囊胚期细胞开始分化,出现囊胚腔,囊胚孵化后,再进一步发育,出现原肠腔。
答案C
5下列关于动物胚胎发育过程的叙述,错误的是( )
A.胚胎发育的起点是受精卵
B.胚胎发育时的细胞分裂方式为减数分裂
C.受精卵首先通过卵裂发育成桑椹胚
D.由原肠胚内胚层包围的囊腔叫原肠腔
解析胚胎发育时的细胞分裂方式为有丝分裂。
答案B
6下图为受精作用及早期胚胎发育为幼体的示意图,下列叙述不正确的是( )
A.①过程需细胞表面的糖蛋白相互识别
B.②过程以减数分裂方式增殖
C.③过程开始出现细胞分化
D.②③④过程细胞的基因组成相同
解析①过程表示受精作用,此过程中精子与卵细胞通过细胞表面的糖蛋白进行识别,A项正确。受精卵通过有丝分裂形成桑椹胚,B项错误。形成囊胚的过程中细胞开始出现分化,C项正确。由于从受精卵到原肠胚都是通过有丝分裂实现的,子代细胞在基因组成上都相同,D项正确。
答案B
★7下图表示人的受精卵在卵裂期过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、细胞数量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是( )
A.①②
B.①③
C.②④
D.③④
解析在卵裂期,细胞不断进行有丝分裂,细胞数量不断增加,因此DNA总量不断增加,但整个胚胎与起初的受精卵相比体积基本没有变化,或略有缩小,因而每个细胞的体积在不断减小。
答案C
8某高等生物生殖发育周期如右上图所示,请据图完成问题。
(1)生物个体发育是从 开始的,主要进行 分裂,发育成熟后,通过[ ] 产生配子。
(2)图中B过程是 ,哺乳动物的该过程是在 中进行的。
(3)哺乳动物的[C] 过程和[D] 过程合称为 。
(4)A、B两过程的重要意义是
。
答案(1)受精卵 有丝 A 减数分裂 (2)受精作用
输卵管 (3)胚胎发育 胚后发育 个体发育 (4)保持生物亲代和子代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的遗传和变异具有重要意义专题3
胚胎工程检测B
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.胚胎工程技术离不开动物细胞培养技术
B.胚胎工程中的胚胎可来自自然受精或人工授精等
C.胚胎工程的许多技术实际上是在体外完成的
D.动物细胞培养技术属于胚胎工程技术
解析动物细胞培养技术属于动物细胞工程技术。
答案D
2下列过程,哪些发生在精子入卵后 ( )
①精子继续完成减数第二次分裂 ②精子发生顶体反应
③发生卵细胞膜反应 ④卵子完成减数第二次分裂,形成雌原核
A.③④
B.①③④
C.②③
D.①④
解析
答案A
3下列关于受精作用的叙述,错误的是( )
A.受精发生在输卵管
B.受精前精子和卵子已完成第二次减数分裂
C.雌原核与雄原核融合
D.精子进入卵子后,发生卵细胞膜反应
解析卵子的减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。
答案B
4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
解析不同种生物的精子和卵细胞不能融合,因为精卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白,A项正确。卵裂球几乎不生长即迅速地进行下次分裂,卵裂球细胞的体积越来越小,B项错误。
滋养层将来发育成胎膜和胎盘,起营养辅助的功能,其细胞没有全能性,C项错误。原肠胚发育分化形成外胚层、中胚层和内胚层三个胚层,D项错误。
答案A
5下列关于人类精子和卵子的发生及受精作用的叙述,正确的是( )
A.成熟的精子在青春期形成,成熟的卵子在胚胎期形成
B.成熟的精子在睾丸中形成,成熟的卵子在卵巢中形成
C.精子的获能在曲细精管,精子与卵子的结合在输卵管
D.精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部,精子穿越放射冠需要顶体酶
解析成熟的精子在青春期形成,成熟的卵子在受精时形成,A项错误;成熟的精子在睾丸中形成,成熟的卵子在输卵管中形成,B项错误;精子的获能在输卵管,精子与卵子在输卵管结合,C项错误;精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部,精子穿越放射冠需要顶体酶,D项正确。
答案D
6动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①②③表示其结果,下列说法正确的是
( )
A.若a是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
B.若c是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表现型一定相同
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D.若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
解析动物体细胞核移植技术说明动物细胞的细胞核具有全能性。通过胚胎分割技术得到的胚胎其基因型是相同的,发育成的个体的基因型也是相同的,但是,胚胎在发育过程中,会受到环境条件的影响,表现型可能有所不同。一般作为受体的雌性动物必须是同一物种的健康个体,而不是珍稀的或存量少的雌性个体。若b是体外受精技术,可以采集大量卵细胞和精子,在体外通过人工授精,再进行胚胎的早期培养获得大量良种胚胎。
答案D
7杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述正确的是( )
A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂
D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎
解析超数排卵技术是注射促性腺激素,故A项错误。从卵巢中采集到的卵母细胞需体外培养至减数第二次分裂中期,才具有受精的能力,故B项错误。胚胎移植过程中,受体子宫对供体胚胎基本不发生免疫排斥,无需注射免疫抑制剂,故C项错误。胚胎分割属于无性繁殖,可扩大繁殖规模,故D项正确。
答案D
8下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.移植用的胚胎一般取发育到桑椹胚或囊胚期的早期胚胎
B.滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期
C.分割囊胚阶段的内细胞团不要求均等分割
D.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
解析移植用的胚胎一般取自桑椹胚或囊胚期;滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在原肠胚期;对囊胚阶段的内细胞团要求均等分割;卵裂期胚胎中细胞数目增加,但有机物总量在不断减少。
答案A
9(2016江苏高考)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
解析步骤甲是体外受精、步骤乙是胚胎移植,A项错误。诱导超数排卵所注射的激素只能作用于性腺细胞,B项正确。受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵,C项错误。体外受精和早期胚胎培养所用的培养液成分不同,D项错误。
答案B
10下列各项中与克隆在本质上最相近的是( )
A.将兔的早期胚胎分割后,分别植入两只母兔的子宫内,并最终发育成两只一样的兔子
B.将人的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脾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”
解析克隆属于无性繁殖,胚胎分割也属于无性繁殖;B项属于转基因技术;C项属于细胞融合技术;D项“试管婴儿”属于有性生殖。
答案A
11下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.体外受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加入血清
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析不同动物胚胎移植的时间不同,比如人的体外受精胚胎可在8~16个细胞阶段移植,牛的胚胎一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才可移植。
答案B
12胚胎移植主要包括以下步骤,排出正确的顺序( )
①配种或进行人工授精 ②对胚胎进行检查 ③对胚胎进行移植 ④移植后的检查 ⑤对供、受体的选择和处理
⑥对胚胎的收集 ⑦培养或保存
A.⑤①⑥②⑦③④
B.①⑤⑥②⑦③④
C.⑤①⑥⑦②③④
D.①⑤⑥⑦②③④
答案A
13近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下列说法正确的是( )
A.体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取,但在受精前要对精子进行获能处理
B.进行胚胎分割时,应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
C.胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎几乎不发生排斥反应
解析从母体卵巢中得到的卵子还不成熟,要在体外培养到减数第二次分裂中期才具有与精子结合的能力。进行胚胎分割时,应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作。进行胚胎分割时,应在实体显微镜和显微操作仪下进行,还可以采用分割刀片将胚胎切开。
答案D
14下图为某哺乳动物生殖过程示意图(b为卵子)。下列相关叙述不正确的是( )
A.动物个体①②的产生分别属于有性生殖和无性生殖
B.动物个体②的产生表明,高度分化的动物细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力
C.按照动物个体②的产生方式,后代的性别比例仍为1∶1,但这对于动物的进化则是不利的
D.图中a、b、c三种细胞的产生方式,仅c为有丝分裂
解析动物个体①的产生是由精、卵细胞结合而形成的个体,属于有性生殖,动物个体②是由去核卵细胞与另一细胞的细胞核重组成的一个新细胞发育成的,此方式属于克隆过程(无性生殖)。动物个体②的性别由核中的性染色体决定,故此个体的性别与提供细胞核的个体相同。
答案C
15胚胎干细胞是从哺乳动物的早期胚胎中分离出来的一类细胞,具有发育的全能性,它可进一步分化发育成各种不同的组织细胞。右上图所示为干细胞的培养过程,请问图中哪一阶段的细胞是全能干细胞 ( )
A.囊胚
B.内细胞团
C.血液组织干细胞
D.各种血细胞
解析哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有发育的全能性,可进一步分化形成造血干细胞和神经干细胞等各种不同的专能干细胞。内细胞团出现在囊胚期,它是发育成胚胎本身的基础,属于全能干细胞。
答案B
16干细胞是生物体生命进程中出现的一类未分化细胞,一旦需要,它可以分裂、分化形成各种组织干细胞,再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列有关叙述,不正确的是( )
A.心脏干细胞分化形成心脏的过程表现了细胞的全能性
B.造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
C.运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织,开创人类疾病治疗的新方法
D.干细胞中含有本物种生物发育的全套遗传物质
解析细胞的全能性是指高度分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,心脏干细胞分化形成心脏并没有表现出全能性。
答案A
17一般情况下,下列细胞中分化程度由高到低的顺序依次是( )
①卵细胞 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
答案D
182010年,“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹获得了诺贝尔生理学或医学奖。下面是试管婴儿培育过程示意图。下列有关叙述,不正确的是( )
A.过程①中可通过注射促性腺激素增加排卵数量
B.过程②在培养细胞的培养液中就可以完成
C.过程③的培养液中应该添加动物血清
D.过程④成功的条件之一是受体对供体胚胎没有排斥
解析获能的精子和培养成熟的卵子一般情况下在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。
答案B
19将经处理后的胚胎干细胞,移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体内后,该鼠血糖浓度趋于正常。上述事实说明( )
A.该过程体现了胚胎干细胞的全能性
B.移植的细胞中所有基因都得到表达
C.干细胞经处理后进行了定向分化
D.移植的细胞具有无限增殖的能力
解析移植后的胚胎干细胞定向分化成了胰岛B细胞,使小鼠体内胰岛素分泌正常。
答案C
20下列关于试管动物技术的叙述,正确的是( )
A.运用该技术繁育后代的过程属于克隆
B.运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖类型
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过程全部在体外进行
解析试管动物技术仍然属于通过有性生殖繁育后代的技术,因为操作过程中仍然有两性生殖细胞的结合过程,只不过是人工体外操作获得胚胎,然后再移植到生物体内发育成新个体。
答案B
二、非选择题(共60分)
21(11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,则表明卵子已 。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。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,其原因是活细胞的细胞膜 。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到桑椹胚或囊胚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)顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)动物排卵时,处于减数第一次分裂的细胞称为初级卵母细胞,处于减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力,卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体。(3)胚胎移植时受体的生理状态要和供体的一致,才能保证胚胎成活。为了获得更多的早期胚胎,常用促性腺激素对供体进行处理,其目的是获得更多的卵母细胞。细胞膜具有选择透过性,活胚胎细胞不能被染色的原因是细胞膜对物质的吸收具有选择性。死细胞会被染色,是因为细胞膜失去选择透过性。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,常用的方法是胚胎分割。常采用液氮冷冻的方法保存早期胚胎和生殖细胞。
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性 (4)胚胎分割 液氮冷冻
22(13分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下,请回答下列问题。
(1)过程①采用的是细胞工程中的 技术,过程②采用的是胚胎工程中的 技术。
(2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是维持培养液(基)的 。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用 和 两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有 基因,以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的 。在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体 (填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。
解析(1)把个体B的体细胞核移植到个体A去核的卵母细胞中,得到的重组细胞再经过早期胚胎培养获得发育到不同时期的早期胚胎。
(2)动物细胞培养需要在含有95%空气和5%二氧化碳的混合气体的培养箱中进行培养,二氧化碳可维持培养液的pH(酸碱度)。
(3)构建基因表达载体时需对目的基因和运载体用限制酶和DNA连接酶进行改造。基因表达载体必须含有标记基因,以便于筛选出含目的基因的受体细胞。
(4)胚胎干细胞可来自囊胚中的内细胞团。因为该胚胎的细胞核遗传物质全部来自个体B,所以图中获得的组织和器官适合移植给个体B。
答案(1)(体细胞)核移植 (早期)胚胎培养
(2)pH(或:酸碱度)
(3)限制性(核酸)内切酶(或:限制酶) DNA连接酶(注:两空可颠倒) 标记
(4)内细胞团 B
23(12分)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下,请回答下列问题。
(1)htPA基因与载体用 切割后,通过DNA连接酶连接,以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用 技术。
(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其 。采集的精子需要经过 ,才具备受精能力。
(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是 。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行 。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的 。
(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到 ,说明目的基因成功表达。
解析(1)要将目的基因与载体连接,应使用同一种限制酶切割目的基因与载体,然后用DNA连接酶进行连接。检测目的基因是否存在于受体细胞,应使用DNA分子杂交技术。(2)促性腺激素可使供体超数排卵,采集的精子没有受精能力,需用化学药物处理使之获能。(3)将目的基因导入动物受体细胞的常用方法是显微注射法,为了繁殖某一性别的个体,应对胚胎进行性别鉴定;分割后的早期胚胎能发育成个体,说明早期胚胎细胞具有全能性。(4)若检测到目的基因的表达产物,说明目的基因成功表达。本题中的基因表达产物是htPA。
答案(1)同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶) DNA分子杂交(或核酸探针) (2)超数排卵 获能(处理) (3)显微注射法 性别鉴定 全能性 (4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)
24(11分)现代生物科技在畜牧业生产中有着广泛的应用,下图表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程。请据图回答有关问题。
(1)为提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵细胞之前需用 对奶牛进行处理,使其 。
(2)转基因牛D培育过程中,常将受精卵作为外源基因的受体细胞,主要原因是 ,过程h常用的方法是 。
(3)图中数字标号③代表的结构为 ,c→d
过程需对其均等分割的目的是 。A、B牛基因型是否相同 。
(4)在培育良种牛的过程中,都运用了动物细胞培养技术,在动物细胞培养过程中,为防止杂菌的污染而要加入一定量的 。
解析(1)胚胎移植技术需要让良种牛多排卵,通常用促性腺激素处理,使其超数排卵。(2)受精卵的分化程度最低,全能性最容易表达。将目的基因导入动物细胞通常采用显微注射法。(3)内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,在胚胎分割时,应注意对内细胞团均等分割,有利于胚胎的恢复和进一步发育。A、B两牛通过胚胎分割而来,基因型相同。(4)动物细胞培养过程中,应加入抗生素,以防止杂菌的污染。
答案(1)促性腺激素 超数排卵 (2)受精卵的全能性易于表达 显微注射法 (3)内细胞团 有利于胚胎的恢复和进一步发育 相同 (4)抗生素
25(13分)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。
(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,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。
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 成熟红细胞中无细胞核 (6)分裂间 (7)B淋巴 特异性抗体3.3 胚胎工程的应用及前景
基础巩固
1下列对于优良种牛的胚胎移植的说法,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
解析胚胎移植中,供体必须是同种的良种,而受体只要求是同种的健康个体即可,一般不必是良种。
答案B
2下列关于ES细胞的叙述,不正确的是( )
A.形态上体积小、细胞核大
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细胞是指取自于原肠胚以后的细胞
解析胚胎干细胞是全能细胞,它是来自早期胚胎或从原始性腺中分离出来的一类细胞,形态上体积小、细胞核明显,功能上可以用来培育人造组织、器官。
答案D
3下列关于胚胎移植的叙述,不正确的是( )
A.胚胎移植全部属于无性生殖
B.可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
C.受体对移入子宫的胚胎不发生免疫排斥
D.供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎
解析移植的胚胎可以来自于受精卵发育而成的胚胎,这种属于有性生殖;也可以来源于胚胎分割技术或核移植技术,这些属于无性生殖。
答案A
4胚胎工程技术在生产中的应用不包括( )
A.移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能
B.进行胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能
C.采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎
D.在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体
解析A、B、C三项属于胚胎工程中最主要的三方面应用,而D项属于细胞工程中细胞融合技术的应用。
答案D
5供、受体母牛选择好后,要用激素进行同期发情处理的原因是( )
A.防止受体牛不愿意接受胚胎
B.只有受体与供体的生理状态相同,被移植的胚胎才能继续正常发育
C.只要发情排卵后,供、受体各阶段的生理状态完全相同
D.同期发情处理后,卵子和精子受精结合能力强
解析对供体和受体同时用激素同期发情处理是为了保证供体和受体具有相同的生理状态,以确保胚胎移植后能正常发育。
答案B
6高等哺乳动物受精后不久,受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化,最后发育成一个完整的幼体,完成胚胎发育的全过程,下图为该过程中的某一时期示意图。下列有关叙述不正确的是
( )
A.进行胚胎分割时,应选择图示时期之后的胚胎进行
B.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期,终止于生命结束
C.胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化
D.图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
解析题图中所示为囊胚期的胚胎,胚胎分割时应选用桑椹胚或囊胚,因这两个时期的细胞几乎未分化。
答案A
7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
解析胚胎移植前应对供体与受体进行同期发情处理。原肠胚的细胞已出现细胞分化,不再是全能干细胞,因此原肠胚不能用于胚胎分割。胚胎分割属于克隆技术,分割后得到的胚胎的基因型相同。一次给受体母畜植入多个胚胎,可产生双胞胎或多胞胎。
答案B
8供体的胚胎移植到受体后,在孕育过程中其遗传性状不会受受体的影响,下列关于其原因的说法正确的是
( )
A.供体胚胎的遗传性状是由供体胚胎细胞内的基因决定的
B.性状表现只与供体有关,与受体无任何关系
C.性状表现分为可遗传性状和不遗传性状
D.不遗传性状也不会受受体环境的影响
解析受体只为供体提供发育的环境,不会干扰供体胚胎的遗传组成。
答案A
9下图是牛胚胎分割示意图。请据图回答问题。
(1)进行胚胎分割时,应选择发育到 期的胚胎进行操作。
(2)②指的是 。
(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的特点是 。
(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意
。
解析(1)胚胎分割的时期应在细胞分化以前,所以选取的胚胎应处于桑椹胚或囊胚期。(2)由图可知②是囊胚腔。(3)经胚胎分割产生的个体来源于同一个细胞,其遗传物质相同,遗传性状也相同。(4)胚胎分割时要将囊胚的内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育。
答案(1)桑椹胚或囊胚
(2)囊胚腔
(3)具有相同的遗传物质
(4)将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育
10某奶牛场从本省某良种场购买了一批良种奶牛,这批奶牛是良种场利用从国外引进的良种奶牛繁育而成的。下面是奶牛繁育的技术流程图。
图中①是指对母牛进行 处理,目的是 。②是 ,③是 ,④是 。
答案同期发情 使供体和受体动物的生理状况相同 超数排卵 收集胚胎 移植胚胎
能力提升
1既能进行胚胎性别鉴定,又能进行胚胎移植的示意图是
( )
解析进行胚胎移植的时期是原肠胚之前;囊胚期取细胞进行胚胎性别鉴定时只能取滋养层的细胞,而不能取内细胞团中的细胞。
答案A
2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
解析胚胎分割可对囊胚或桑椹胚进行分割;进行胚胎分割时分割份数不能过多,否则有可能不会发育成个体;胚胎分割产生的后代性状可能不同,因为性状可能会受到环境的影响,分割后的胚胎一般在不同的母畜子宫内发育,因而表现型可能不完全相同。
答案D
3为获得较多的个体,可对牛的早期胚胎进行胚胎切割,产生多个胚胎,在此过程中不会涉及细胞的( )
A.有丝分裂
B.减数分裂
C.细胞分化
D.细胞的全能性
解析对早期胚胎进行切割后单独培养成新个体,利用了细胞的全能性,由于此时细胞分化程度较低,全能性较高,经过有丝分裂最终能产生新的个体,而不涉及细胞的减数分裂。
答案B
4胚胎移植技术已在畜牧业生产中得到广泛的应用。下列说法错误的是( )
A.胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,加速育种工作和品种改良
B.应用胚胎移植技术可使母牛提高生产能力
C.应用胚胎移植技术可以大量节省购买种畜的费用
D.胚胎移植可在畜牧业生产中产生新的品种,改良品种资源
解析胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,让普通母牛承担妊娠和育仔任务,提高母牛的生产能力。胚胎移植不能产生新的品种。
答案D
5下列关于胚胎分割和胚胎移植的说法,不正确的是
( )
A.就目前的胚胎分割而言,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
C.可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份,然后移植
D.用分割针将桑椹胚均分成两部分,可直接将裸半胚移植入受体
解析囊胚阶段出现内细胞团,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。若分割时不能将内细胞团均等分割,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,所以不能随机分割。
答案C
★6下图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法正确的是( )
A.图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘
B.胚胎干细胞的体积和细胞核都较小
C.体外培养情况下,胚胎干细胞可以只增殖而不发生分化
D.利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用
解析图中A是内细胞团细胞,将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官。胚胎干细胞的体积较小,细胞核较大,在体外培养情况下,可以只增殖而不发生分化。利用胚胎干细胞可以诱导形成器官,但目前并没有大规模应用。
答案C
7根据下列有关胚胎工程的示意图,分析回答下列问题。
(1)为使A羊超数排卵,可向其注射 激素,选择 期的卵母细胞进行体外受精;体外受精前要对B细胞进行 处理,常用的方法是 法。
(2)将早期胚胎注入D羊子宫内的技术为 ,D羊被称为 (填“供体”或“受体”);为使D羊的生理状况更适合完成该操作,要对D羊进行 处理以提高成功率。
(3)从早期胚胎分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细胞,这是因为从功能上看ES细胞具有 ;若取囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割,要注意将 均等分割;早期胚胎培养时,培养液中除营养成分外,还需加入 。
答案(1)促性腺 减数第二次分裂中 获能 化学诱导
(2)胚胎移植 受体 同期发情
(3)发育的全能性 内细胞团 血清
8科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠(如下图)。
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 。培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ;也可从灰鼠体内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用 方法保存。
(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。
解析(1)获得体细胞后进行的初次培养称为原代培养;培养的细胞会出现接触抑制现象。
(2)利用人工方法从灰鼠输卵管内获得胚胎的过程称为冲卵;也可从灰鼠体内取出卵子通过体外受精后再进行早期胚胎培养。
(3)将重组胚胎通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内进行发育;暂不移入的胚胎可利用冷冻法保存。
(4)ES细胞可由囊胚的内细胞团分离后获得;可通过对iPS细胞进行定向诱导分化形成所需组织用于疾病的细胞治疗。
答案(1)原代培养 接触抑制
(2)冲卵(或冲胚) 体外受精(或核移植)
(3)胚胎移植 冷冻(或低温)
(4)内细胞团 诱导分化专题3
胚胎工程检测A
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列有关精、卵形成及受精作用的说法,正确的是
( )
A.卵子成熟和受精的部位分别是输卵管和子宫
B.体型大的动物产生的精子多且大
C.家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是一种浪费
D.在卵细胞膜和透明带的间隙是否可观察到两个极体,是判断卵子是否受精的标志
解析卵子成熟的部位和受精的部位都是输卵管;不同种动物产生精子的形态相似,大小略有不同,但与动物体型大小无关;家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是动物繁衍后代的一种保障机制,并不是一种浪费。
答案D
2下图表示科学家利用小鼠皮肤细胞培养出多种细胞的过程。下列叙述正确的是( )
小鼠皮肤细胞诱导性多能干细胞神经细胞、肝细胞等
A.过程①中细胞内发生了基因突变
B.过程②中细胞内某些基因处于关闭状态
C.过程②中细胞内核酸的种类和数目不变
D.诱导性多能干细胞中没有同源染色体
解析基因突变通常发生于DNA复制过程中,过程①中细胞不进行有丝分裂,无DNA的复制,一般不会发生基因突变;过程②中细胞正在进行分化,基因选择性表达,有的基因处于关闭状态,有的基因表达,细胞中的DNA不变,RNA出现了不同;诱导性多能干细胞属于体细胞,细胞中有同源染色体。
答案B
3下列有关受精作用的叙述,错误的是( )
A.合子中全部的遗传物质,一半来自父方,一半来自母方
B.受精时,精子和卵细胞的染色体会合在细胞核中
C.合子中的染色体,一半来自父方,一半来自母方
D.合子中的染色体数与本物种体细胞的染色体数相同
解析合子中的染色体一半来自父方,一半来自母方,使合子中的染色体恢复到体细胞的数目;因为遗传物质并不是全部存在于染色体上(即细胞核中),在细胞质内的线粒体和叶绿体中也有少量的遗传物质,而合子中的细胞质几乎全部来自卵细胞,所以合子中的遗传物质并不是一半来自父方,一半来自母方。
答案A
4下列说法正确的是( )
A.刚排出的卵子不是成熟的卵子
B.大量射精却唯一受精不利于种群发展
C.精子在体内不需经过获能过程即可受精
D.受精卵形成后需短暂休眠后,进入子宫内才进行有丝分裂
解析刚排出的卵子是次级卵母细胞或初级卵母细胞,不是成熟的卵子,需要在输卵管内进一步发育。公畜大量射精到发情母畜的生殖道内,是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制,当精子经过母畜生殖道时,复杂的组织结构和生理环境对精子进行了筛选,有利于生物的进化和种群的发展。受精卵形成后立即开始进行有丝分裂,因此进入子宫的是早期胚胎,而不是受精卵。
答案A
5通过胚胎移植技术,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相同激素处理
B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低
解析胚胎工程中首先要对供、受体母牛进行选择,并用性激素、孕激素等进行同期发情处理;然后对供体牛进行超数排卵处理,激素为促性腺激素;超数排卵的雌性个体可以体内受精,早期的胚胎发育也可在母牛体内进行;冲卵是将早期胚胎从母牛体内冲洗出来,此时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚期;目前,通过胚胎分割移植实现同卵双胎的成功率较高,而实现同卵多胎的成功率较低。
答案D
6胚胎工程的核心技术是( )
A.胚胎分割与融合
B.人工授精和胚胎移植
C.胚胎性别鉴定
D.胚胎冷冻保存技术
答案B
7下列叙述不正确的是( )
A.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
B.冲卵就是从卵巢中冲出卵子
C.哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系
D.早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植
解析冲卵是指将胚胎从供体子宫中冲洗出来。
答案B
8下列关于精子的说法,不正确的是( )
A.精子的MⅠ和MⅡ是连续的
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。
答案B
9下图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是
( )
A.图中①过程表示胚胎发育,②过程表示胚后发育
B.受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中,每个细胞的体积不断增大
C.原肠胚期,内细胞团的表层细胞形成外胚层
D.囊胚期开始出现三胚层的分化
解析胚后发育是指生物从卵膜内孵化出来,或从母体分娩出来后的发育过程。在卵裂过程中,每个细胞的体积应该是逐渐变小。三胚层的出现应在原肠胚期。
答案C
10下列措施中不能获得较多个体的是( )
A.超数排卵处理
B.转基因技术
C.植物组织培养技术
D.胚胎分割技术
解析转基因技术仅仅改变了细胞的基因组成,而不增加个体数量。超数排卵可以增加卵细胞的数量从而增加受精卵的数量,最后达到增加个体数量的目的。植物组织培养用来快速繁殖个体,可以增加个体数量。胚胎分割可以增加胚胎的数量,从而增加个体数量。
答案B
11下列有关动物胚胎移植的叙述,错误的是( )
A.受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
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.试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成
解析胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵;其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化,为移植提供相同的生理环境;超数排卵要对供体用促性腺激素进行处理;试管婴儿实质是“体外受精”和“胚胎移植”的共同产物。
答案D
12下列不属于胚胎工程技术的是( )
A.体外受精
B.胚胎分割、胚胎移植
C.胚胎干细胞培养
D.转基因鲤鱼的培育
解析胚胎工程是在细胞水平上进行的操作,包括A、B、C项等方面。而D项是在分子水平上的操作,属于基因工程技术,而不属于胚胎工程技术。
答案D
13哺乳动物如牛、羊是人类生活中重要的肉制品、毛皮制品的原料来源,但哺乳动物妊娠时间长,每胎产仔数少,繁殖速度比较慢。要加快良种畜的繁殖速度,目前可行的方法是( )
A.动物细胞培养的方法
B.胚胎移植的方法
C.动物细胞融合的方法
D.核移植方法
解析动物胚胎移植技术可解决动物妊娠时间长、每胎产仔数少、繁殖速度比较慢等问题。
答案B
14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.①④
C.②⑤
D.③⑤
解析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,该技术包括的环节有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,不包括转基因、核移植和体细胞克隆,故D项正确。
答案D
15下列关于胚胎分割的说法,正确的是( )
A.选择发育良好、形态正常的原肠胚
B.需在电子显微镜下进行操作
C.用解剖刀切开后用镊子迅速取出
D.囊胚阶段分割注意内细胞团要等分
解析胚胎分割移植中,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。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。该过程在实体显微镜下用分割针或分割刀进行。
答案D
16下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( )
A.胚胎移植可以定向产生基因突变
B.可选择在桑椹胚期进行胚胎分割
C.①②两个胚胎具有不同的遗传物质
D.③可移植到任何母牛子宫内发育
解析基因突变具有随机性、不定向性,且胚胎移植不会引起基因突变;对囊胚进行分割时要均等分割,因此①②两个胚胎的细胞数目基本相同,各细胞都是由一个受精卵经有丝分裂获得的,因而具有相同的遗传物质;③一般只可移入同期发情处理后的同种母牛子宫内发育。
答案B
17下列叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞具有分化成所有组织和器官的能力
B.在适宜的条件下,干细胞能在体外长期保存
C.治疗性克隆的目的就是为克隆人作准备
D.胚胎干细胞可用于治疗人类疾病
解析治疗性克隆的目的是将干细胞在体外进行诱导分化培育出遗传特征与病人健康细胞完全吻合的细胞、组织或器官,再移植到病人体内,从而达到治病的目的。
答案C
18下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是
( )
A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
解析癌细胞具有无限增殖的能力,其细胞膜上糖蛋白含量减少,细胞之间黏着性减小,细胞更容易扩散、转移,故更容易进行离体培养,A项错误。细胞核移植主要在同种生物的不同组织细胞之间进行,B项错误。胚胎分割技术,一般是将胚胎二等分或四等分,因此获得同卵多胚的数量是有限的,C项正确。动物早期胚胎培养需向培养液中加入维生素、激素等物质,但这两者均不作为能源物质,D项错误。
答案C
19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,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,可供器官移植使用
解析据图可知,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。
答案D
20下列关于哺乳动物胚胎发育的叙述,正确的是( )
A.原肠胚的形成标志着胚胎发育的完成
B.卵裂期细胞数目不断增多,每个细胞体积在减小
C.内细胞团细胞发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞只发育成胎膜
D.当胚胎发育到达原肠胚时,会导致透明带破裂
解析原肠胚的形成是胚胎发育的重要阶段,再经过外、中、内胚层的进一步分化发育形成不同的组织、器官、系统才能形成完整的个体;滋养层细胞能发育成胎膜和胎盘;囊胚阶段由于囊胚的增大,导致透明带破裂。
答案B
二、非选择题(共60分)
21(11分)图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示体外受精培育优质奶牛的过程;图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下面的问题。
图1
图2
图3
(1)图1中注射到小鼠体内的物质是 。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞,此类细胞的特点是 。该过程所用的生物技术有 。
(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和 的过程,才能使卵细胞受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的 均等分割后进行胚胎移植。以上技术是在 (填“体内”或“体外”)完成的。
(3)图3中过程①是植物细胞形成 的阶段,该阶段所用的酶是 。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是 。
解析(1)图1所示为单克隆抗体的制备过程。小鼠的B淋巴细胞经过免疫,再与能无限增殖的骨髓瘤细胞融合,形成的杂交瘤细胞同时具备了分泌抗体和无限增殖的能力。(2)图2所示为胚胎工程中的体外受精和胚胎移植技术。精子只有经过获能处理后才具备与卵细胞受精的能力。将内细胞团进行均等切割后,每部分都可以再发育成一个个体。以上操作过程都在体外进行。(3)图3所示为植物体细胞杂交和植物组织培养过程。体细胞杂交的第一步就是制备原生质体,可以利用纤维素酶和果胶酶将植物细胞壁分解掉。将杂种细胞培养成植株要经过脱分化和再分化等过程。
答案(1)抗原X 既能无限增殖又能产生抗X的抗体
动物细胞融合技术和动物细胞培养技术
(2)获能 内细胞团 体外
(3)原生质体 纤维素酶和果胶酶 ④⑤(⑥)
22(12分)控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题。
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下 和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经胚胎移植产生后代的技术。
(2)图中过程①通常采用 技术。在这个过程中 的精子与卵子相遇时,首先发生 反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有 。
(3)胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对供、受体进行 处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)。
。
答案(1)成熟
(2)体外受精 获能 顶体 透明带反应和卵细胞膜反应
(3)同期发情 免疫排斥
(4)DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定);分析胚胎细胞的染色体组型
23(11分)让羊产牛奶,科学家对此做了相关构想,过程如下图所示。请据图回答有关问题。
(1)图中涉及的现代生物技术有 (至少写三种)。
(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现 (填“相同”或“不同”),你的理由是
;小羊a与羊N呢 ,
理由是
。
(3)若研究发现羊N细胞中线粒体发达,故而它的产奶率高,则小羊a会有这一优良性状吗 ,你的依据是
。
(4)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合,以获得新物种“羊—牛”。你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构思 ,你的理由是
。
解析由图示可知,让牛乳蛋白基因在羊N体内表达获得产牛奶的羊N,需要利用基因工程技术将目的基因(牛乳蛋白基因)导入羊M的受精卵并使之表达,目的基因的导入需要在体外条件下完成,得到的细胞经动物细胞培养成胚胎后需移入受体体内发育成产牛奶的羊N。题干中由早期胚胎到羊1、羊2、羊3的过程属于胚胎的分割移植技术,小羊a、小羊b、小羊c表现出的性状应该相同,因为这些个体都是由一个细胞(重组细胞)发育而来的。题干图示中经C、D获得重组细胞的过程属于核移植技术。由重组细胞培养、胚胎分割移植后获得的小羊a,其细胞核遗传物质来自于羊N,细胞质遗传物质来自于羊O,由于生物性状中既有细胞核遗传物质控制的性状,又有细胞质遗传物质控制的性状,所以羊a与羊N性状表现不完全相同,羊N因线粒体发达导致产奶率高这一性状也不会在羊a个体上加以表现。
答案(1)基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割、动物细胞培养(任选三项)
(2)相同 这些个体都是由同一个重组细胞发育形成的 不完全相同 小羊a细胞质中的遗传物质来自羊O,生物体部分性状属于细胞质遗传
(3)不会 线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代,小羊a的细胞质主要来自于羊O
(4)不能 高度分化的动物体细胞的全能性受到限制,由羊体细胞和牛体细胞融合得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体,即使得到一个个体也不能成为一个新物种,因为它不能正常生殖(具有开放性,其他合理答案也可以)
24(11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。
(1)图中A是 ,B是 ,阶段C是指个体发育的 (时期)。
(2)精子开始形成的时期是 ,精子形成过程中不同于卵子形成过程的最主要区别是 ,该过程保留下的主要结构是 和 。
(3)当在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体时,表明 。
(4)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 。(填序号)
(5)①阶段可能存在的变异方式是 。
解析(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;③④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B是合子;卵泡的形成是在胎儿期,减数分裂是从初情期后开始的,因此阶段C为胎儿期,阶段D为初情期后。
(2)精子开始形成的时期是初情期,精原细胞经过减数分裂,即两次连续的分裂(MⅠ和MⅡ)产生精子细胞,需经过变形才形成精子(而卵子形成不需要变形),细胞中很多结构会消失,而细胞核和线粒体被保留下来。
(3)当在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体时,表明卵子已经受精。
(4)染色体着丝点分裂可发生在有丝分裂和减数分裂过程中,因此为①④(①为有丝分裂,④为减数第二次分裂)。
(5)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 胎儿期
(2)初情期 需要变形 细胞核 线粒体
(3)卵子已经受精
(4)①④
(5)基因突变、染色体变异
25(15分)随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答问题。
(1)在此过程中涉及的细胞水平的现代生物技术手段主要有 。
(2)在基因工程中,我们称②为 ,在②进入③之前要用 等工具来构建基因表达载体,能实现②进入③的常用方法是 。
(3)图中①一般经 处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用去核后未受精的卵细胞作为受体,而不用普通的体细胞,原因是
。
(4)A~D中表示④到⑤过程中正确的操作方法的是 ,把⑤送入⑥的最佳时期是 。
(5)⑦是经胚胎移植后⑥产下的后代,那么⑦的遗传性状和 最相似,为什么 。如果②的数量太少,常用 来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体是 ,利用该方法得到的动物叫做 。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比,前者的优越性在于 。
解析(1)在图示过程中涉及的细胞水平的现代生物技术手段主要有核移植和动物细胞培养。(2)基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶和载体,要将目的基因导入动物细胞常采用的方法是显微注射法。(3)动物细胞培养时要用胰蛋白酶处理使组织中的细胞分散开来,之所以采用卵细胞作为受体细胞,是因为卵细胞大、易操作、分化程度低,体细胞的细胞核在卵细胞的细胞质中才能表现出全能性。(4)胚胎分割时要将内细胞团均等分割。胚胎移植的最佳时期是早期胚胎的桑椹胚期或囊胚期。(5)克隆牛与提供细胞核的个体性状最相似。要从乳汁中获取血清白蛋白,则该牛应该是产乳汁的雌牛,其性染色体是XX,这样通过导入目的基因的方法获得的动物叫转基因克隆动物。(6)与工厂化生产药物相比,用转基因克隆动物生产药物的优越性在于节约资源、降低成本等。
答案(1)核移植、动物细胞培养
(2)目的基因 限制酶、DNA连接酶和载体 显微注射法
(3)胰蛋白酶 卵细胞大、易操作、分化程度低,体细胞的细胞核在卵细胞的细胞质中才能表现出全能性
(4)B 桑椹胚期或囊胚期
(5)荷斯坦奶牛 因为个体⑦的遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛,⑥只是为胚胎发育提供营养和场所,⑦并没有获得⑥的遗传信息 PCR技术 XX 转基因克隆动物
(6)节约资源、降低成本等
