2.3.1 胚胎工程的理论基础(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程生物选择性必修第三册同步学习指导(人教版2019)

2025-04-14
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练案[10] 第 2 章  细胞工程 第3节  第1课时  胚胎工程的理论基础 基础题组 一、选择题 1.(2024·广西高二校联考阶段练习)下列关于 哺乳动物受精及早期胚胎发育,叙述错误的 是 (B ) A.精子入卵后卵细胞膜会发生反应阻止其他 精子进入 B.卵裂阶段细胞的数量不断增加但细胞的体 积不变 C.囊胚的孵化过程受阻可能导致胚胎无法正 常发育 D.原肠胚细胞通过增殖分化形成胚胎的各种 组织和器官 2.(2023·湖北襄阳四中校考模拟预测)科学家 用小鼠胎儿成纤维细胞为供体,移到去核卵 母细胞中,通过灭活的病毒介导融合,激活培 养9 ~ 12 h后把形成的原核再移入一个去核 的受精卵中获得克隆小鼠,该过程运用了连 续核移植法,下列相关叙述错误的是(D ) A.对卵母细胞去核处理一般选择在减数第二 次分裂中期进行 B.培养细胞时通常需要在培养液中添加血清 等一些天然成分 C.采用成纤维细胞核移植方法成活率低于采 用胚胎细胞核移植 D.克隆小鼠的性状由成纤维细胞核的基因与 去核卵母细胞细胞质的基因决定 3.(2024·江苏徐州统考期中)下列有关受精作 用的叙述中,正确的是 (A ) A.只发生在有性生殖过程中 B.开始于雌雄原核的接触,结束于二者的 融合 C.含有异型性染色体的受精卵将发育为雄性 D.受精卵中的遗传物质一半来自精子另一半 来自卵细胞 4.(2023·陕西西安高二统考期末)下列有关高 等哺乳动物早期胚胎发育的叙述,错误的是 (C ) A.早期胚胎培养与动物细胞培养液通常都需 加入血清 B.早期胚胎发育的过程为:受精卵→卵裂→ 桑葚胚→囊胚→原肠胚 C.桑葚胚的内细胞团将来发育成胚胎的各种 组织及胎盘和胎膜 D.早期胚胎发育至原肠胚时期开始出现外、 中、内三胚层分化 5.(2024·陕西西安高二统考期末)在受精过程 中,防止多精入卵的两道屏障依次是(A ) A.透明带反应、卵细胞膜反应 B.顶体反应、精子穿越放射冠 C.卵细胞膜反应、精子穿越放射冠 D.顶体反应、透明带反应 6.(2024·江苏宿迁高二校考阶段练习)下图为 受精作用及胚胎发育示意图,a、b                                                                代表两个发 —137— 育时期。下列叙述正确的是 (A ) 精子] 卵子 → ① 受精卵→② 桑葚胚→③ a →④ →b 幼体 A.①→④过程中,细胞分化程度逐渐增大 B.①过程中,防止多精入卵的两道屏障是顶 体反应和透明带反应 C.②过程通过有丝分裂增殖,胚胎体积逐渐 增大,有机物总量逐渐减少 D.从a时期的滋养层细胞中可以分离得到胚 胎干细胞 二、非选择题 7.(2024·江西赣州高二校考阶段练习)下图为 哺乳动物的生殖和个体发育过程,请据图回 答下面的问题: (1)哺乳动物的精子和卵细胞在  输卵管  中完成受精作用。 (2)哺乳动物个体发育的起点是  受精卵  , 其胚胎发育的整个过程在  输卵管和子宫  中完成。 (3)图示Ⅰ过程为  有丝分裂/卵裂  ,图中 “?”处应为  原肠胚  ,内细胞团出现于  囊 胚期  时期。 能力提升 一、选择题 1.(2022·湖南师大附中高二校考阶段练习)下列 关于动物细胞工程和胚胎工程的相关叙述正确 的是 (B ) A.动物细胞培养时需提供95%的O2和5%的 CO2的气体环境 B.将人的成纤维细胞诱导为肝细胞表明,已 分化的细胞其分化后的状态是可以改变的 C.高等哺乳动物受精卵早期分裂发生在输卵 管,卵裂期细胞数量增多,胚胎体积增大 D.将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎 的过程属于有性生殖 2.(2024·甘肃第一中学校考阶段)下列关于精 子与卵子形成及受精过程的叙述,正确的是 (D ) ①精子与卵子形成过程中都需要经过变形及 “获能”后才能进行受精作用 ②都需要经过两次连续分裂才能获得相应的 生殖细胞 ③精子与卵子的形成过程中染色体数量均会 减半 ④透明带反应与卵细胞膜反应都能防止多精 入卵 A.①③ B.②③ C.②④ D.③④ 3.(2023·广西高二南宁三中校联考期中)认识 动物的胚胎发育过程是实施胚胎工程的基 础。下列关于动物胚胎发育过程的叙述,错 误的是 (B ) A.胚胎发育的起点是受精卵 B.原肠胚具备内、外两个胚层 C.受精卵首先通过卵裂发育成桑葚胚 D.胚胎发育过程包括细胞的分裂和分化 4.(2024·黑龙江大庆第二中学校考期中)了解 哺乳动物受精和早期胚胎发育规律,                                                                       是体外 —138— 进行胚胎工程的理论基础。下列叙述错误的 是 (C ) A.卵子需培养成熟至MⅡ期才可以进行受精 作用 B.精子需要获能后才能进行受精作用 C.精子入卵后,卵细胞膜会立即发生透明带 反应阻止后来的精子进入透明带 D.囊胚的内细胞团可发育为胎儿的各种组织 5.(2024·乌鲁木齐第四中学高二校考期末)哺 乳动物在自然条件下受精和早期胚胎的发育 规律是胚胎工程重要的理论基础。下列相关 叙述错误的是 (D ) A.雌、雄原核融合形成受精卵标志着受精 完成 B.受精卵细胞核中遗传物质一半来自父方一 半来自母方 C.卵裂期受精卵不断进行有丝分裂,细胞与 外界进行物质交换的效率增大 D.囊胚期的内细胞团细胞沿透明带内壁扩展 和排列,将来发育成胎儿的各种组织 6.(2023·湖南衡阳校联考模拟预测)下列关于 卵裂的叙述,正确的是 (B ) A.卵裂是指卵细胞的分裂 B.卵裂在透明带内进行 C.卵裂发生在原肠胚时期 D.卵裂时DNA每复制一次细胞连续分裂 两次 7.在动物的胚胎发育过程中,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,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(C ) A.原肠胚末期已出现了组织和器官的形成 B.原肠胚末期开始出现细胞分化 C.原肠胚末期确定了细胞发育的方向 D.原肠胚末期的细胞开始具有了全能性 二、非选择题 8.(2024·牡丹江第二高级中学高二校考阶段) 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。 回答下列问题: (1)据图判断需要进行器官移植的是个体       B  。 (2)过程①普遍使用显微操作法去除细胞核, 其意义是  防止卵(母)细胞中细胞核的遗传 物质对移植入的细胞核产生影响  。 (3)囊胚  有  (有或无)细胞分化,其外层滋 养层细胞将来发育成  胎膜和胎盘  。 (4)经图示过程获得的组织器官细胞的遗传 物质来自个体  A、B                                                                。 —139— 8.(1)XX或XY  显微操作 (2)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产 生影响 (3)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 解析:(1)在动物核移植技术中需要将动物的一个细胞的细胞 核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育 成一个新的胚胎,因此A表示从供体的体细胞中获取细胞核, 供体若为雄性,则提供的细胞核内含有XY性染色体,供体若 为雌性,则提供的细胞核内含有XX性染色体。过程①表示 去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进 行,去核时常采用显微操作去核法。(2)克隆动物的遗传物质 来自于提供细胞核的亲本和提供细胞质的亲本,若获得的克 隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析,其 原因可能是卵母细胞细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状 产生影响。(3)与克隆羊“多莉”培养成功一样,其他克隆动物的 成功获得也证明了已经分化的动物体细胞核具有全能性。 能力提升 1. C  图中①为植物体细胞杂交,②为体细胞核移植,均属于细 胞水平上的生物工程技术,A正确;体外培养的动物细胞大多 数都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,表现为贴壁生 长,B正确;植物组织培养的原理是细胞的全能性,动物细胞 培养依据的是细胞增殖,C错误;动物细胞培养液需要定期更 换以排除代谢废物的影响,保证细胞增殖顺利进行,D正确。 故选C。 2. B  如图所示,用人工的方法将体细胞注入去核的卵母细胞培 养成早期胚胎,再将胚胎移植到受体动物中,从而孕育出新的个 体,这是克隆技术的应用,属于无性生殖,利用的原理是已经分化 的动物体细胞核依然具有全能性,B符合题意。故选B。 3. C  由于动物细胞的全能性受限制,目前在实验中,科学家还 不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体,A错 误;克隆技术并没有完全成熟,大多数克隆动物还存在一些遗 传和生理缺陷类的健康问题,B错误;生物的性别由细胞核内 的性染色体上的基因决定的,利用动物体细胞核移植技术可 有选择地繁殖某一性别的家畜,C正确;提供细胞核的动物不 一定为雌性,D错误。故选C。 4. D  把病人的胚胎干细胞在一定的条件下,通过离体培养和诱 导分化形成胰岛细胞以治疗糖尿病,属于治疗性克隆,A错 误;我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆 人实验,B错误;利用体外受精、体细胞核移植等技术获得的 囊胚,其体外培养期限自受精或核移植开始不得超过14天,C 错误;生殖性克隆人破坏了人类基因多样性的天然属性,不利 于人类的生存和进化,D正确。故选D。 5. C  在动物细胞培养之前,需用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理 以分散细胞,得到单个细胞,A正确;以患者作为供体培养的 人核移植胚胎干细胞,则可将患者的细胞核移入去核处理后 的异源胚胎干细胞再进行培养,B正确;供者和受者细胞的主 要HLA差别越小,引起的免疫排斥反应越弱,C错误;为了保 证细胞培养时营养物质和生长因子的供给,培养基中需添加 一定量的动物血清等天然成分,可以补充合成培养基中缺乏 的物质,D正确。故选C。 6. B  克隆小猴与胎猴的性状绝大部分相同,因为克隆小猴的细 胞质基因有一部分来自提供卵母细胞的母猴,A错误;该培育 过程涉及动物细胞培养技术,B正确;代孕母猴为培养克隆小 猴提供孕育胚胎的生理环境,给克隆小猴提供细胞核的是胎 猴,C错误;TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,因此,TSA处理提 高了组蛋白的乙酰化水平,D错误。故选B。 7. A  由于该实验不是直接培育受体细胞,而是利用了核移植技 术,因此转基因的受体细胞可以是受精卵,也可以是其他类型 的细胞,A错误;可用显微操作或紫外线短时间照射的方法对 卵母细胞进行去除细胞核处理,B正确;用物理或化学方法激 活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C正确;培养的转 基因动物由于能精准地模拟人类神经退行性疾病,因此可用 于亨廷顿舞蹈症的病理研究或药物开发,D正确。故选A。 8.(1)将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个 重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术   不变 (2)小于  动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容 易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难 (3)相同  不相同 (4)不死性  降低  减少 解析:(1)动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移 入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎, 继而发育成动物个体的技术。通过核移植方法获得的克隆 猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目与供体一致, 不变。(2)动物胚胎细胞核移植的难度明显小于体细胞核移 植。原因:动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容 易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。(3)雌 性个体和雄性个体的体细胞的细胞核中,常染色体数目相同, 性染色体组合不相同(雌雄XX、雄性XY)。(4)随着细胞传代 次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现衰老甚至死亡 的现象,但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因基因 突变而变成不死性细胞,该种细胞由于细胞膜表面的糖蛋白 减少,导致细胞的黏着性降低,而易发生扩散转移。 练案[10] 基础题组 1. B  精子入卵后卵细胞膜会发生反应阻止其他精子进入,这是 阻止多精入卵的第二道屏障,A正确;卵裂阶段细胞的数量不 断增加但胚胎的体积不变或略有缩小,故细胞的体积减小,B 错误;囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展 出来,这一过程叫作孵化,孵化非常重要,如果不能正常孵化, 胚胎就无法继续发育,C正确;当细胞分裂成为囊胚之后,会 经过一段称为原肠腔形成的形态发生过程,之后形成原肠胚, 原肠胚细胞通过增殖分化形成胚胎的各种组织和器官,D正 确。故选B。 2. D  对卵母细胞去核处理一般选择在减数第二次分裂中期进 行,A正确;培育细胞时通常需要在培养液中添加血清等一些 天然成分,B正确;胚胎细胞分化程度低,全能性容易体现,胚 胎细胞核移植的成活率高于体细胞核移植,C正确;据题干信 息分析,成纤维细胞是整个导入去核的卵母细胞,然后再移入 去核的另一个受精卵中,因此其性状受成纤维细胞的细胞核 基因和细胞质基因、去核卵母细胞的细胞质基因、去核的受精 卵细胞质基因共同控制,同时还受外界环境的影响,D错误。 3. A  受精作用只发生在有性生殖细胞中,精子和卵细胞结合的 过程中,A正确;受精开始于受精前的准备阶段,B错误;对于 XY型性别决定的生物,异型性染色体即XY为雄性,对于ZW 型性别决定的生物,异型性染色体ZW为雌性,C错误;受精 卵中核遗传物质一半来自精子,一半来自卵细胞,细胞质遗传 物质全部来自卵细胞,D错误。故选A。 4. C  早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需要加入 血清等天然成分,A正确;早期胚胎发育的过程可分为受精 卵、卵裂期、桑葚胚、囊胚、原肠胚几个阶段,B正确;囊胚期细 胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团,将来发育成胎儿 的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,C错误;胚胎 发育过程中,原肠胚期出现外、中、内三个胚层的分化,并且由三 胚层逐渐分化形成各种器官原基,D正确。故选C                                                                      。 —193— 5. A  受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明 带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数 第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失, 雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始,因此,防止多精 入卵的两道屏障为透明带反应和卵细胞膜反应,A正确,B、C、 D错误。故选A。 6. A  ①到④为受精卵通过分裂和分化形成原肠胚的过程,细胞 分化程度逐渐增大,A正确;防止多精入卵的两道屏障是卵细 胞膜反应和透明带反应,B错误;②过程通过有丝分裂增殖, 胚胎体积基本不变或略有缩小,C错误;a为囊胚,其内细胞团 的细胞具有全能性因此可以从囊胚的内细胞团分离得到胚胎 干细胞,D错误。故选A。 7.(1)输卵管 (2)受精卵  输卵管和子宫 (3)胚胎发育  原肠胚  囊胚期 解析:(1)哺乳动物的卵细胞在输卵管中发育成熟,所以精子 和卵细胞在输卵管中完成受精作用。(2)哺乳动物个体发育 的起点是受精卵,其胚胎发育的整个过程在输卵管和子宫中 完成。(3)题图表示个体发育过程,其中Ⅰ过程为胚胎发育, 方式为有丝分裂,图中“?”处应为原肠胚,囊胚期开始出现细 胞分化,分化成内细胞团细胞和滋养层细胞,所以内细胞团出 现于囊胚期。 能力提升 1. B  动物细胞培养需要一定的气体环境,95%空气和5%的 CO2,A错误;将人的成纤维细胞诱导为肝细胞表明,分化了的 细胞其分化后的状态是可以改变的,B正确;受精作用和卵裂 过程发生于输卵管,卵裂期细胞数量不断增多,但胚胎体积不 变,甚至略微减小,C错误;胚胎分割可以看作动物无性繁殖 或克隆的方法,D错误。故选B。 2. D  ①卵细胞不需要经过变形及“获能”过程,①错误;②获得 的卵子是处于减数第二次分裂中期,只经过了一次细胞分裂, ②错误;③精子与卵子的形成过程中染色体数量均会减半,为 体细胞的一半,③正确;④正常情况下,阻止多精入卵的屏障 有透明带反应和卵细胞膜反应,一般透明带反应称为阻止精 子进入卵细胞内的第一道屏障,可以隔绝较大一部分精子进 入,而卵细胞膜反应是第二道屏障,会在第一个精子进入卵细胞 后马上发挥作用,避免其余精子进入卵细胞内,④正确。故选D。 3. B  胚胎发育的起点是受精卵,终点是个体,A正确;原肠胚具 有内、中、外三个胚层,B错误;胚胎发育过程:受精卵→卵裂 期→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体,C正确;胚胎发育过程包 括细胞的分裂和分化,分裂可以使细胞数目增多,分化可以使 细胞的形态、结构、功能发生稳定性差异,D正确。 4. C  精子获能后,能与处于MⅡ中期的卵母细胞进行受精,即 哺乳动物排出的次级卵母细胞需要发育到MⅡ中期就可以进 行受精作用,A正确;精子获能后,才具有与处于MⅡ中期的 卵母细胞受精的能力,B正确;精子入卵后,卵细胞膜会立即 发生生理变化,即卵细胞膜反应阻止后来的精子进入,C错 误;桑葚胚进一步发育形成囊胚,囊胚包括内细胞团和滋养层 等结构,内细胞团可发育为胎儿的各种组织,D正确。故 选C。 5. D  雌、雄原核融合形成受精卵标志着受精过程结束,即受精 完成,A正确;受精卵细胞核中的遗传物质一半来自母方一半 来自父方,但细胞质中的遗传物质几乎来自母方,B正确;在 卵裂过程中,受精卵不断进行有丝分裂,且由于细胞的总体积 基本不变,单个细胞的体积不断减小,而细胞的表面积之和不 断增大,故细胞与外界进行物质交换的效率增大,C正确;沿 透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞为滋养层细胞,将 来能发育成胎膜和胎盘,D错误。故选D。 6. B  卵裂是特指受精卵的分裂,是一种特殊的有丝分裂,A错 误;卵裂是在透明带内进行的,卵裂的细胞进行有丝分裂,B 正确;卵裂发生在精子与卵细胞结合后的受精卵阶段,C错 误;卵裂时细胞进行有丝分裂,此时DNA每复制一次细胞分 裂一次,D错误。故选B。 7. C  原肠胚末期组织和器官并未形成,但是已出现了细胞的分 化,A错误;原肠胚末期之前,囊胚细胞已经开始分化,B错 误;根据题干信息可知,原肠胚末期时细胞已确定了发育的方 向,C正确;原肠胚末期的细胞移植后发育成特定的组织、器 官,不能体现细胞的全能性,D错误。 8.(1)B (2)防止卵(母)细胞中细胞核的遗传物质对移植入的细胞核 产生影响 (3)有  胎膜和胎盘 (4)A、B 解析:(1)治疗性克隆的核供体应该是需要进行器官移植的个 体,因为细胞核来自于患者自身的体细胞,则克隆获得的组织 器官的抗原物质与患者自身的抗原相同,再移植给患者,可以 减少免疫排斥的产生,因此需要进行器官移植的是个体应该 是B。(2)由题图可知,①代表利用显微操作法去除卵(母)细 胞的细胞核,其目的就是防止卵(母)细胞中细胞核的遗传物 质对移植入的细胞核产生影响,保证克隆得到组织器官中的 遗传物质几乎全部来自于核供体自身。(3)囊胚期的细胞已 经开始出现细胞分化,包括滋养层细胞和内细胞团,内细胞团 将来发育成胎儿的各种组织,而位于外层的滋养层细胞,将来 发育成胎膜和胎盘。(4)图示过程中,克隆获得的组织器官细 胞核中的遗传物质来自于核供体即个体B,而细胞质中的遗 传物质来自于卵(母)细胞,即个体A,综合来看,经图示过程 获得的组织器官细胞的遗传物质来自个体A和B。 练案[11] 基础题组 1. B  透明带反应是在精子触及卵细胞膜的瞬间就会发生的生 理反应,A错误;PSC经过诱导形成的精子不能立即与卵细胞 受精,必须经过获能处理后,才能获得受精能力,B正确;卵裂 时,胚胎总体积基本不增加或略有缩小,C错误;步骤⑥受体 对移入子宫的外来胚胎一般不会发生免疫排斥反应,因此不 需要对受体进行免疫检查,D错误。故选B。 2. B  1为黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞,内细胞团细胞经 分裂分化后形成Mc的多种组织,A正确;3为内细胞团,在体 外可培养获得胚胎干细胞,但要培养成黑白相间的小鼠 (Mc),需要进行胚胎移植才能发育成Mc,B错误;4为滋养层 细胞,将来发育成胎膜和胎盘,C正确;5过程为胚胎移植,进 行胚胎移植前需对代孕小鼠进行同期发情处理,让供体、受体 处于相同的生理状态,D正确。故选B。 3. D  普氏野马的精子获能,可以发生在雌性野马的生殖道内, 也可以用专门的获能培养液在体外条件下培养精子,使其获 能,A错误;进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑 葚胚或囊胚,B错误;胚胎移植前鉴定性别,一般取滋养层细 胞进行DNA分析,C错误;精子入卵后,尾部脱离,原有的核 膜破裂并形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子的核 还大的雄原核。与此同时,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排 出第二极体后,形成雌原核。可见,通常以观察到两个极体或 雌、雄原核作为受精的标志,D正确。故选D。 4. C  胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本 无免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能,能保证 胚胎正常发育,故移植前不需要进行免疫学检查,A错误;需 要对供体用促性腺激素处理促使其超数排卵,                                                                      受体不需要此 —194—

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