1、胚胎工程的理论基础 (20分钟70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.下列有关哺乳动物受精的说法正确的是()A.在自然情况下,受精是在雌性的子宫内完成的B.受精完成的标志是精子接触卵细胞膜C.受精的实质是雌、雄原核的融合D.精卵相遇时精子就能与卵细胞膜接触【解析】选C。在自然情况下,受精是在雌性的输卵管内完成的,A错误;受精完成的标志是雌、雄原核的形成,B错误;受精的实质是雌、雄原核的融合,C正确;卵细胞膜位于透明带的里面,只有穿过透明带的精子才能与卵细胞膜接触,D错误。2.中国科学家通过将大熊猫的体细胞核植入去核后的兔子卵母细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎。下列有
2、关克隆大熊猫胚胎的叙述,错误的是()A.在形成早期胚胎的过程中,依次经历了桑葚胚、囊胚、原肠胚等几个阶段B.兔子卵母细胞质的作用是激发大熊猫体细胞核全能性的表达C.克隆的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息D.在形成早期胚胎过程中,尚未出现细胞的分化【解析】选D。在形成早期胚胎的过程中,依次经历了桑葚胚、囊胚、原肠胚等几个阶段,A正确;兔子卵母细胞质的作用是激发细胞核全能性的表达,B正确;克隆的早期胚胎是通过有丝分裂产生的,因此各细胞间具有相同的遗传信息,C正确;囊胚属于早期胚胎,它已经出现了两种不同形态结构的细胞内细胞团和滋养层细胞,已经出现了分化,D错误。3.如图是胚胎发育过程中某阶段示
3、意图,下列有关叙述错误的是() A.图中将发育为胎膜和胎盘等结构B.图中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.胚胎从中伸展出来的过程叫做孵化【解析】选C。图示为囊胚阶段示意图,其中是透明带;是滋养层,将来发育成胎盘和胎膜,A正确;是内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,B正确;高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期,C错误;是透明带,胚胎从透明带中伸展出来的过程叫做孵化,D正确。4.关于桑葚胚和囊胚的比较,下列叙述正确的是()A.桑葚胚的内细胞团将来可发育成胎儿的各种组织B.囊胚的滋养层细胞属于未分化的细胞C.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的D.囊胚的进一步扩大会导致透
4、明带的破裂【解析】选D。内细胞团出现于囊胚,桑葚胚没有内细胞团,A错误;囊胚的内细胞团细胞和滋养层细胞属于已分化的细胞,B错误;囊胚期细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质并没有发生改变,C错误;囊胚的进一步扩大会导致透明带的破裂,D正确。5.在动物胚胎发育过程中,早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一部位时,被移植的细胞能适应新的部位并参与该部位的器官形成,但如果在原肠胚的末期,把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的部位,将发育为一条额外的腿,这说明()A.原肠胚末期已出现了组织分化和器官的形成B.原肠胚末期出现了细胞分化C.细胞是全能的D.原肠胚已出现了三个胚层【解析】选
5、B。因为细胞分化是指相同细胞的后代,在形态结构和功能上向不同方向转化的过程,通过细胞分化,可以形成不同的组织和器官。把原肠胚末期的细胞移植到另一蝾螈胚胎上,从而发育成了一条额外的腿,这说明原肠胚末期出现了细胞分化。6.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的,这一时期称为卵裂期。其特点是()A.细胞进行有丝分裂,所有细胞均具有全能性B.每个细胞体积不变,细胞的数量增加C.胚胎有机物总量增加,细胞DNA总量不断减少D.所有细胞的相对表面积减小,核物质(质量)与质物质比值增大【解析】选A。卵裂期细胞进行有丝分裂,所有细胞均具有全能性,A正确;每个细胞体积有所减小,胚胎的总体积不变,B错误;胚胎有
6、机物由于消耗总量减少,细胞DNA总量由于复制而增加,C错误;卵裂期细胞体积减小,细胞的相对表面积增大,而不是核物质(质量)与质物质比值增大,D错误。7.精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后,顶体释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列有关叙述错误的是()A.细胞中溶酶体酶的释放可造成细胞裂解B.精子游向卵子所需的能量主要来自线粒体C.精子和卵子的融合依赖于生物膜的流动性D.受精卵细胞中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方【解析】选D。溶酶体内含有水解酶,溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏,使细胞裂解,A正确;精子游向卵子所需的能量来自细胞呼吸,而有氧呼吸的主
7、要场所是线粒体,B正确;受精卵的形成依赖于生物膜的流动性,C正确;受精卵中的细胞核遗传物质一半来自父方另一半来自母方,而细胞质遗传物质几乎都来自母方,D错误。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(17分)如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答下列问题: (1)图中A、B、C阶段中,表示囊胚和原肠胚的是_。(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_。(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的,合子只能由一个精子和卵子结合的生理基础是_。【解析】(1)图中A是桑葚胚,B是囊胚,C
8、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)桑葚胚细胞具有全能性;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)内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带和卵细胞膜发生生理反应是防止多精入卵的两道屏障。答案:(1)B、C(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(5)透明带和卵细胞膜发生生理反应9.(18分)观察家畜卵子的发生和成熟示意图
9、,思考并回答下面的问题: (1)图中表示的细胞名称依次是_。假设该动物体细胞内有染色体2N条,则四种细胞内的染色体数目依次是_。(2)图中b、c表示的细胞分裂过程依次为_,在精子与卵子结合过程中完成的分裂是_(填“a”“b”或“c”)。图中的p、q 表示的结构依次是_。(3)判断卵子是否受精的标志是_。【解析】(1)(2)中有第一极体,说明b、c两个过程分别代表减数分裂和减数分裂。减数分裂产生的为次级卵母细胞;卵原细胞进行DNA复制后体积增大,形成初级卵母细胞。受精过程中进行的减数分裂(c)产生,中包含了雄原核与雌原核融合后的细胞核,染色体数目恢复到体细胞中染色体数目。(3)在透明带与卵细胞膜
10、间隙观察到两个极体时,说明卵子已经受精,这是判断卵子是否受精的重要标志。答案:(1)卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞2N、2N、N、2N(2)减数分裂、减数分裂c透明带、卵细胞膜(3)在卵细胞膜和透明带间隙可以观察到两个极体 (10分钟30分)1.(6分)如图表示精子入卵后,发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程,下列叙述错误的是() A.图中X指卵细胞膜发生生理反应,Y指卵子的减数分裂B.经图中Y过程只形成了雌原核C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合D.精子入卵后精子的尾部留在外面,并在溶酶体的作用下自溶【解析】选B。透明带发生生理反应形成第一道屏障,卵细胞膜发生生理反应形
11、成第二道屏障,在受精过程中卵子完成减数分裂,排出第二极体后,形成雌原核,A正确,B错误;精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合,C正确;精子入卵后尾部留在外面,并在溶酶体的作用下自溶,D正确。2.(6分)(不定项)如表为不同动物受精卵发育成胚胎进入子宫的时间(小时),依据题表分析正确的是()动物种类2细胞4细胞8细胞16细胞桑葚胚进入子宫时受精卵的发育天数/天小鼠243838505060607068803牛2742446546909612012014445马243036506072981066A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高B.体外马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段C.受精卵发育的
12、阶段顺序为2-4-8-16-桑葚胚D.2-4-8-16细胞发育阶段进行的是有丝分裂【解析】选A、C、D。小鼠胚胎在发育3天进入子宫,此时处于桑葚胚时期,牛在胚胎发育45天进入子宫,此时处于16细胞时期,故小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高,A正确;马在胚胎发育6天进入子宫,此时大概处于囊胚期,故体外马胚胎移植到子宫时选择囊胚期,B错误;受精卵发育的阶段顺序为2-4-8-16-桑葚胚,C正确;2-4-8-16细胞发育阶段进行的是有丝分裂,不改变遗传物质,D正确。【实验探究】3.(18分)亚麻酸(ALA)能够促进卵母细胞体外成熟和囊胚发育。为了给水牛体外胚胎产业化生产中合理使用亚麻酸提供理论依据
13、,科研人员研究了不同浓度的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟、早期胚胎发育的影响。分析回答:卵母细胞的收集和体外培养:从屠宰场水牛的卵巢中收集并处理卵母细胞,随机分成5组,分别置于不同浓度亚麻酸的培养液中,在39 、5%CO2的培养箱中培养2224 h。卵母细胞成熟判断:在显微镜下观察卵母细胞,判断其是否成熟,统计结果如表1。体外受精:在受精溶液中进行体外受精后,用显微镜观察判断是否完成受精。早期胚胎培养:将受精卵移入胚胎培养液中培养4448 h后检查分裂情况,每隔48 h更换一次培养液,第59天观察囊胚发育情况,统计结果如表2。表1亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟的影响ALA浓度/(molL-1)卵母
14、细胞数核成熟卵子数02291371020113350227166100215137200215135表2亚麻酸对水牛早期胚胎发育的影响ALA浓度/(molL-1)培养卵数分裂数囊胚数030917175103251828250292185971003101888420023114568(1)步骤中,细胞培养箱中加5%CO2的作用是_。(2)步骤中,成熟卵母细胞内染色体的行为特征是_。(3)步骤中,受精卵经_(时期)发育成囊胚,培养过程定期更换培养液的目的是_。(4)根据实验数据分析,亚麻酸溶液为200 molL-1时,对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育起_(填“促进”或“抑制”)作用。(5)实验结
15、果表明,_molL-1的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育都较有利,判断依据是_。【解析】(1)动物细胞培养时,细胞培养箱中加5%CO2的作用是维持培养液pH的相对稳定。(2)卵母细胞培养到M中期时才成熟,此时期的特征是染色体的着丝点排列在赤道板上。(3)早期胚胎发育过程为:受精卵桑葚胚囊胚原肠胚;培养过程定期更换培养液的目的是清除有害代谢产物,补充营养物质。(4)表1和表2中亚麻酸溶液为0 molL-1的一组为对照组,与其相比,亚麻酸溶液为200 molL-1时,核成熟卵子数占卵母细胞数的比例较高,囊胚数占培养卵数的比例较高,可见其对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育起促进作用。(5)表1和表2中,亚麻酸溶液浓度为50 molL-1时,核成熟卵子数占卵母细胞数的比例较高,囊胚数占培养卵数的比例较高,因此50 molL-1的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育都较有利。答案:(1)维持培养液pH的相对稳定(2)染色体的着丝点排列在赤道板上(3)桑葚胚清除有害代谢产物,补充营养物质(4)促进(5)50核成熟卵子数占卵母细胞数的比例较高,囊胚数占培养卵数的比例较高
