胚胎工程的理论基础
基础巩固
1精子变形后,高尔基体发育为头部的顶体,顶体的作用主要与高尔基体的哪种生理作用有关?( )
A.保护作用 B.酶的附着作用
C.分泌作用 D.储存作用
解析:受精时顶体要释放顶体酶,将卵细胞的透明带分解,从而进入卵细胞内。其中高尔基体的作用与细胞分泌物的形成有关。
答案:C
2下列各项属于精子和卵细胞在发生上的重要区别的是( )
A.受精前精子有获能反应,卵细胞没有
B.卵原细胞的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的,而精子的发生是在初情期之后
C.卵细胞的形成时间很长而精子则需要两个月左右
D.卵原细胞的增殖过程是有丝分裂,而精子则是减数分裂
解析:精子和卵细胞在发生上的区别有很多,其中卵原细胞的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的,而精子的发生是在初情期之后,是最主要的区别。
答案:B
3卵子受精的标志是( )
A.精子穿过透明带
B.卵细胞开始分裂
C.原核形成
D.在卵黄膜和透明带间隙可观察到两个极体
解析:精子与卵黄膜接触之后卵子才完成第二次成熟分裂,释放第二极体。
答案:D
4精子获能与下列哪项有关?( )
A.尾部摆动
B.呼吸作用
C.雌性生殖道运行
D.雌性生殖道中某种物质的作用
解析:精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质,因此,在一般情况下,精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时,由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制,才能引起精子获能。
答案:D
5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.精子头部侵入卵细胞内
C.卵子和精子结合
D.卵核和精核互相融合
解析:受精过程的实质是卵核和精核的融合。
答案:D
6下列关于人体早期胚胎发育的说法,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.桑椹胚开始进行分化
解析:早期胚胎发育阶段的顺序是: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,进一步发育而分化,分化后形成原肠胚,出现原肠腔。因此,只有C项正确。解答此题需要正确记忆胚胎发育各阶段的先后顺序和特点。
答案:C
7动物的个体发育过程中,细胞的分化起始于( )
A.囊胚 B.桑椹胚
C.原肠胚 D.组织器官的形成期
解析:当受精卵经连续分裂,细胞数目达到一定程度时,中间会出现一个空腔,这一时期为囊胚期,此时细胞开始出现分化。
答案:A
8哺乳动物原肠胚的主要特点是( )
①具有原肠腔 ②具有囊胚腔 ③具有两个胚层 ④具有三个胚层
A.①② B.②④ C.①③ D.①④
解析:囊胚进一步发育,内细胞团表层的细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层,在内、外胚层之间出现了中胚层。由内胚层包围的腔叫原肠腔,此时的胚叫原肠胚。
答案:D
能力提升
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.精子入卵引起的透明带反应,能阻止后来的精子入卵
D.原肠胚时期包括内、外两个胚层
解析:由受精卵发育为幼体是胚胎发育,由幼体发育为成体是胚后发育。卵裂形成的囊胚总体积基本不变,而每个细胞的体积减小。透明带反应能阻止后来的精子入卵。原肠胚期已分化为三个胚层。
答案:C
10下列关于受精作用及结果的叙述,正确的是( )
A.精卵相互识别的基础是细胞膜的流动性
B.使后代产生不同于双亲的基因组合
C.后代从双亲各获得一半的DNA
D.后代继承了双亲的全部遗传性状
解析:同种动物精卵相互识别是因为细胞膜上有特异性相互识别的蛋白,精卵细胞的融合基础是细胞膜的流动性。后代体细胞中的DNA来自卵细胞的多于来自精子的,后代具有不同于双亲的基因组合,不能继承双亲的全部遗传性状。
答案:B
综合应用
11
右图为成熟精子的结构示意图,请据图完成下列问题。([ ]内填序号)
(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 、卵细胞膜反应两次生理反应,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与精子各结构之间的关系,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
12请回答下列与哺乳动物精子和卵细胞发生有关的问题。
(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,此时卵细胞处于 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。若精、卵两核融合成一个核,则表明 过程已完成。?
解析:本题考查受精作用过程。(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,减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力,受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间看到两个极体。
答案:(1)顶体酶(或水解酶)
(2)初级 中 受精
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第2章 胚胎工程
第1节 胚胎工程的理论基础
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第2节 胚胎工程实验技术
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胚胎工程实验技术
基础巩固
1下列说法不正确的是( )
A.胚胎工程技术包括胚胎移植、胚胎分割、体外生产胚胎技术
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:试管牛的培育属于有性生殖,而克隆是无性生殖。
答案:B
2以下是制定并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术流程,其中正确的顺序应是( )
①卵母细胞的采集和培养 ②精子的采集和获能 ③画出“试管牛”工厂化生产技术流程图
④受精 ⑤胚胎的早期培养
A.①②③④⑤ B.①②④⑤③
C.①②④③⑤ D.①②⑤④③
解析:“试管牛”工厂化生产的流程是卵母细胞的采集和培养→精子的采集和获能→受精→胚胎的早期培养→画出“试管牛”工厂化生产技术流程图。
答案:B
3保证胚胎在移植前后所处的生理环境一致的方法是( )
A.用促性腺激素先后处理供体和受体
B.用雌性激素同时处理供体和受体
C.用雌性激素先后处理供体和受体
D.用促性腺激素同时处理供体和受体
解析:为了保证胚胎在移植前后所处的生理环境一致,通常用雌性激素同时处理供体和受体,使它们的生理环境相同,为胚胎的移入创造条件。
答案:B
4胚胎移植技术目前主要应用于( )
A.解决濒危动物的保护问题
B.治疗某些遗传病
C.提高良种家畜的繁殖力
D.提高动物的抗病力
解析:胚胎移植技术(用于人类即平常我们所说的试管婴儿),主要是从母体取出卵细胞,在体外进行人工授精、分割、培养,当胚胎发育到一定时期,再将胚胎移植到母体子宫内继续发育成胎儿的技术。胚胎移植技术应用于人类,解决了某些不孕症者的生育问题;应用于家畜,则是为了提高家畜的繁殖能力。该技术不能提高动物的抗病能力,目前还不能用于解决濒危动物的保护问题,也不能治疗某些遗传病。
答案:C
5下列有关动物胚胎移植的叙述,错误的是( )
A.受孕母畜体内的各个时期胚胎均能移植
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.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行
解析:胚胎移植其操作的对象是早期胚胎;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;试管婴儿的实质是“体外受精”和“胚胎移植”的共同产物。掌握胚胎移植的过程和需要条件,是解决该类题型的关键。
答案:A
6下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( )
A.对供体、受体要进行选择
B.要用激素对供体进行超数排卵处理
C.供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应
D.胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法
解析:进行胚胎移植时没有必要进行免疫检查。胚胎移植时应选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体作为受体,选择遗传性能和生产性能优秀的个体作为供体需要用激素对供、受体进行同期发情处理,使供体与受体具有相同的生理环境。还要对供体用促性腺激素进行超数排卵处理,以得到更多的卵子。胚胎的移植方法有手术法和非手术法两种。
答案:C
7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。以下说法正确的是( )
A.受体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.受体与胚胎血液混融在一起
D.胚胎心肺功能都能正常运转
解析:受体是为供体胚胎提供发育的条件。但受体与胚胎的血液并不混合,血型也不一定相同。胚胎心脏可正常运转,但肺不能正常进行运转,其氧气的供应和二氧化碳的排出靠母体的血液循环来完成。
答案:A
8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:表现型不同的母牛,其基因型一定不同,生育出基因型完全相同的子牛,根据题目给出的选项,很可能是将胚胎分割移植,该技术可提高牛的产仔率。
答案:C
9下列关于胚胎移植的叙述,不正确的是( )
A.胚胎移植属于无性生殖
B.可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
C.大大缩短了供体本身的繁殖周期
D.供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特征的胚胎
解析:胚胎移植中的胚胎大多是通过人工体外授精获得的,也就是通过有性生殖获得的。
答案:A
能力提升
10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:胚胎工程中对供体牛的处理,其目的是使供体牛超数排卵,激素为促性腺激素,而对受体牛的处理目的在于同期发情,激素是雌性激素;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牛体内进行;冲卵,是将早期胚胎从牛体内冲洗出来,此时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚期;目前,胚胎分割实现同卵双胎的成功率较高,而同卵多胎的成功率较低。
答案:D
11(2013·江苏高考,13)软骨发育不全为常染色体显性遗传病,基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者,希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是( )
A.首先经超数排卵处理后进行体外受精
B.从囊胚中分离细胞,培养后检测基因型
C.根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎
D.将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
解析:由题意知这一对夫妻的基因型均为Hh,有性生殖可以产生hh的受精卵,生长发育为正常健康的孩子。所以可以通过胚胎工程技术辅助生育一个健康孩子。超数排卵处理是用有关的激素处理,促进其排卵,然后进行体外受精,A项正确。一般从囊胚的滋养层中分离细胞进行基因型检测,然后筛选出hh的胚胎进行移植,则B、C两项正确。胚胎工程技术中人类早期胚胎在8~16细胞时期就可以移植,也可等其发育至桑椹胚或囊胚期,但不能在原肠胚期进行移植,故D项错误。
答案:D
12根据“试管牛”工厂化生产的技术流程图解(如图所示),回答问题。
(1)根据 (填序号)判断,此种繁殖方式是 生殖。?
(2)要使良种母牛超数排卵,应该对良种母牛采取的措施是用 处理。?
(3)卵母细胞体外培养时必须培养到 阶段才具有受精能力,②过程为 ,通常采用 法。?
(4)③④过程分别代表 和 ,⑤发育阶段一般为 。?
解析:试管牛是由精子和卵子结合形成的受精卵发育而来的,属于有性生殖过程;要使良种母牛超数排卵,对该良种母牛应该采取的措施是用促性腺激素处理;采集到的精子,必须经过获能处理才具有受精能力,对牛来说,体外方法通常采用化学诱导法;根据图解,可以判断,过程③为体外受精,过程④为早期胚胎培养,⑤为早期胚胎,发育到桑椹胚或囊胚时期适于进行胚胎移植。
答案:(1)③ 有性 (2)促性腺激素 (3)减数第二次分裂中期 精子获能处理 化学诱导 (4)体外受精 早期胚胎培养 桑椹胚或囊胚时期
综合应用
13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这些个体 。?
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 。?
(6)胚胎移植是将雌性动物体内的早期胚胎或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到 的、 相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体;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)同种 生理状态 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
141997年,我国科学家首次从人胚胎中分离和克隆出人胚胎干细胞(如下图所示),并分化得到多种体细胞。2007年,美国学者成功地利用皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞,并利用皮肤干细胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展,病鼠的血液功能恢复正常,这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗研究的首次尝试。
请回答下列问题。
(1)胚胎干细胞是有 或从 分离出来的一类细胞,在功能上具有 。?
(2)胚胎工程的主要技术有 (写出两种)。?
(3)皮肤细胞是高度分化的细胞,其分化的实质是 ,皮肤干细胞经诱导能分化得到多种体细胞,其根本原因是 。 ?
(4)与利用人体胚胎干细胞进行疾病研究和治疗相比,利用皮肤干细胞进行医疗研究具有 优势(只要求写出一点)。?
解析: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,在功能上具有发育的全能性;胚胎工程的理论基础是哺乳动物体内受精和胚胎发育的规律,涉及的技术有体外受精、胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞培养等技术;细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,干细胞能分化出多种细胞的原因是细胞核中具有本物种全部的遗传信息;利用皮肤干细胞进行医学研究,可以避开有关伦理争议,由于取自自身,不会发生免疫排斥反应。
答案:(1)内细胞团细胞 原始性腺细胞中 全能性(分化成各种组织器官的潜能) (2)体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术、性别控制技术 (3)基因的选择性表达 细胞核中含有本物种全部的遗传信息 (4)可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议(或皮肤干细胞可以取自自体,不会发生排斥反应,或皮肤干细胞比胚胎干细胞更容易采集等合理答案)。
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