内容正文:
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—