内容正文:
课时跟踪检测(十) 胚胎工程的理论基础
(标的题目为推荐讲评题目,配有精品课件。选择题请在后面答题栏内作答)
一、选择题
1.下列关于精卵结合的叙述,错误的是 ( )
A.哺乳动物受精过程中精子穿越透明带后,进入卵细胞膜
B.卵子一般在排出一段时间后才能被精子穿入
C.刚刚排出的精子,不能立即与卵子结合受精
D.在精子的细胞膜与卵细胞膜融合时,卵细胞膜会发生生理反应,阻止其他精子进入
2.下列有关哺乳动物体内受精的表述,错误的是 ( )
A.精子入卵后,精子的核体积变大直接发育成雄原核
B.精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,形成雌原核
C.透明带和卵细胞膜会发生相应生理反应来防止多精入卵
D.动物排出的卵子有的可能是初级卵母细胞,有的可能是次级卵母细胞
3.囊胚期是哺乳动物胚胎发育的一个重要阶段。下列关于囊胚的叙述,错误的是 ( )
A.囊胚期以前的时期,细胞一般都具有全能性
B.滋养层细胞将来发育成胎儿的各种组织
C.囊胚从透明带中伸展出来称为孵化
D.从受精卵到囊胚的发育过程中每个细胞的核质比逐渐增大,胚胎中DNA总量逐渐增加
4.我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”。研究流程如图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
A.睾丸中的精原干细胞也属于胚胎干细胞
B.③处的细胞将来可发育成胎儿的各种组织
C.需要在充满CO2的培养箱中培养胚胎干细胞
D.人工“猴胚胎”的遗传特性与代孕受体保持一致
5.如图为受精卵发育至囊胚的过程中的某一变化,若横坐标表示时间,则纵坐标可表示 ( )
A.有机物总量
B.每个细胞DNA的含量
C.所有细胞体积之和
D.所有细胞表面积总和与体积总和的比值
6.如图为获得小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系的流程图。据图分析,下列叙述不正确的是 ( )
A.过程①中,用于受精的卵母细胞应处于MⅡ期
B.过程②中,胚胎中细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加
C.通过直接培养图中的卵母细胞也能获得小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系
D.“早期胚胎”最可能是囊胚,其中的内细胞团细胞具有发育的全能性
7.植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列相关叙述错误的是 ( )
A.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
B.未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2
C.多精入卵可以产生更多的种子
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
8.(2025·南京期中)[多选]目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵双胞胎”形成过程如图所示,图中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向,从而分裂成a、b、c三个细胞,染色体全部来自父系的“合子”致死。其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法错误的是 ( )
A.受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入囊胚期阶段
B.若细胞a的染色体组成为MP1,则细胞b的染色体组成为MP2
C.精子的细胞膜与卵细胞膜融合时,卵细胞膜立即发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内
D.这对双胞胎来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的染色体不一定不同
9.[多选]软体动物卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起,称为极叶(如图所示)。若人工将极叶除去,发育成的个体在足、眼等处有缺陷。以下相关叙述错误的是 ( )
A.极叶是减数分裂中细胞质不均分的结果
B.本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用
C.受精卵卵裂初期的营养物质主要来源于培养液
D.该受精卵在卵裂过程中其细胞核内进行DNA的复制和相关蛋白质的合成
二、非选择题
10.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,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。
表1 相关实验步骤
①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,分别置于含不同浓度亚麻酸的培养液中,在39 ℃、5%CO2的培养箱中培养22~24 h
②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2
③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
④早期胚胎培养
将受精卵移入胚胎培养液中培养44~48 h后检查分裂情况,每隔48 h更换一次培养液,第5~9天观察囊胚发育情况,统计结果如表3
表2 亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟的影响
ALA浓度/(μmol·L-1)
0
10
50
100
200
卵母细胞数
229
201
227
215
215
核成熟卵子数
137
133
166
137
135
表3 亚麻酸对水牛早期胚胎发育的影响
ALA浓度/(μmol·L-1)
0
10
50
100
200
培养卵数
309
325
292
310
231
分裂数
171
182
185
188
145
囊胚数
75
82
97
84
68
(1)表1步骤①中,细胞培养箱中加5%CO2的主要作用是 。
(2)表1步骤②中,成熟卵母细胞内染色体的行为特征是 。步骤③中,判断是否受精的依据一般是 。
(3)表1步骤④中,受精卵经 (填时期)发育成囊胚,培养过程中定期更换培养液的目的是 。
(4)根据实验数据,ALA浓度为200 μmol·L-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)实验所示浓度中, μmol·L-1的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育的促进效果最好,判断依据是 。
课时跟踪检测(十)
1.选D 哺乳动物受精过程中精子需穿越透明带,进入卵细胞膜,A正确;一般情况下,卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟,到MⅡ期,才能被精子穿入,B正确;刚刚排出的精子,不能立即与卵子结合受精,必须先进行获能,C正确;在精子的细胞膜与卵细胞膜融合时,卵细胞膜外的透明带会发生生理反应,阻止其他精子进入透明带,D错误。
2.选A 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,A错误。
3.选B 滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘的一部分,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,B错误。
4.选B 精原干细胞属于成体干细胞,不属于胚胎干细胞,A错误;③是内细胞团的细胞,具有发育全能性,将来可发育成胎儿的各种组织,B正确;动物细胞培养和早期胚胎培养需要在95%空气和5%CO2的环境中培养,C错误;人工“猴胚胎”的遗传特性与提供胚胎干细胞的供体基本一致,与代孕受体无直接关系,D错误。
5.选D 由受精卵发育至囊胚的过程中,细胞不断分裂消耗有机物,所以胚胎中的有机物总量有所减少,A不符合题意;受精卵发育至囊胚过程中的细胞分裂方式是有丝分裂,每个细胞中DNA含量基本不变,但胚胎中DNA总含量增加,B不符合题意;受精卵发育至囊胚过程中细胞数目不断增加,胚胎总体积并不增加,所有细胞的表面积总和越来越大,因此所有细胞表面积总和与体积总和的比值越来越大,C不符合题意,D符合题意。
6.选C 题图中卵母细胞在受精后完成减数分裂,所以需要用精子刺激卵母细胞,然后移除雄原核再进行培养,直接培养图中的卵母细胞不能获得小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系,C错误。
7.选C 多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精子的染色体,不会产生更多种子,反而会破坏亲子代之间遗传信息的稳定性,A正确,C错误;结合题意“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2,B正确;据题意可知,ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合,推测该过程是由ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合,D正确。
8.选ACD 受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,到囊胚期时,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,A错误;来自母系的染色体为M,来自父系的染色体为P1、P2,经过复制后,染色体进行组合,若细胞a的染色体组成为MP1,细胞c的染色体均来自父亲,其染色体组成为P1P2,细胞b的染色体组成为MP2,B正确;精子的细胞膜与卵细胞膜融合,卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入,C错误;细胞a的染色体组成为MP1,细胞b的染色体组成为MP2,这对双胞胎发育为姐弟,来源于父亲的性染色体不同,D错误。
9.选ACD 由题干信息可知,极叶是软体动物卵裂初期从受精卵的植物极形成的一个暂时性的细胞质突起,形成极叶的过程不是减数分裂,A错误;由题干信息可知,若人工将极叶除去,发育成的个体在足、眼等处有缺陷,故本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用,B正确;卵细胞体积大,营养物质丰富,可为受精卵的发育提供营养物质,故受精卵卵裂初期的营养物质应来源于细胞质基质,C错误;核糖体是蛋白质合成的场所,故相关蛋白质的合成在细胞质中进行,D错误。
10.解析:(1)动物细胞培养时,细胞培养箱中加5%CO2的主要作用是维持培养液pH的相对稳定。
(2)卵母细胞培养到MⅡ期时才成熟,而MⅡ期的特征是染色体的着丝粒排列在赤道板上;判断是否受精的依据一般是可否观察到两个极体或者雌、雄原核。
(3)早期胚胎发育过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚,因此步骤④中,受精卵经桑葚胚发育成囊胚;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)ALA浓度为0的一组为对照组,表2中,与对照组相比,ALA浓度为200 μmol·L-1时,核成熟卵子数占卵母细胞数的比例较高;表3中,与对照组相比,ALA浓度为200 μmol·L-1时,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2中,ALA浓度为50 μmol·L-1 时,核成熟卵子数占卵母细胞数的比例最高,表3中,ALA浓度为50 μmol·L-1 时,囊胚数占培养卵数的比例最高,因此实验所示浓度中,50 μmol·L-1 的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育的促进效果最好。
答案:(1)维持培养液pH的相对稳定 (2)染色体的着丝粒排列在赤道板上 可否观察到两个极体或雌、雄原核 (3)桑葚胚 清除有害代谢产物,补充营养物质 (4)促进 (5)50 该浓度下,核成熟卵子数占卵母细胞数的比例最高,囊胚数占培养卵数的比例最高
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