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高中生物专题3胚胎工程课后作业选修3解析


专题 3 胚胎工程
(时间:60 分钟,分值:100 分) 一、选择题(每小题 2.5 分,共 50 分) 1.下列不属于胚胎工程技术的是( ) A.体外受精 B.胚胎分割、胚胎移植 C.胚胎干细胞培养 D.转基因鲤鱼的培育 解析:胚胎工程是在细胞、组织、器官水平上进行的操作,包括 A、B、C 项等方面。而 D 项是 在分子水平上的操作,属于基因工程技术,而不属于胚胎工程技术。 答案:D 2.胚胎工程的核心技术是( ) A.胚胎分割与融合 B.人工授精和胚胎移植 C.胚胎性别鉴定 D.胚胎冷冻保存技术 解析:胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。 通过任何一项技术,如转基因、 核移植或体 外受精等技术获得的胚胎,都必须移植到受体才能获得后代。 答案:B 3.一般不会导致新品种产生的生物工程技术是( ) A.基因工程 B.蛋白质工程 C.植物体细胞杂交 D.胚胎分割 解析:胚胎分割属于无性生殖,一般不会导致新品种产生。 答案:D 4.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:试管婴儿技术中,可通过超数排卵后进行体外受精;检测基因型应取囊胚滋养层细胞进 行 DNA 鉴定;胚胎为 H-的均为软骨发育不全患者,所以体外受精后,应筛选出基因型为 hh 的胚 胎;人的体外受精胚胎可在 8~16 个细胞阶段移植,D 项错误。 答案:D 5.在胎儿时期就完成储备的细胞或结构是( ) A.初级卵母细胞 B.次级卵母细胞 C.初级精母细胞 D.次级精母细胞 解析:雌性胎儿在出生前完成卵泡的形成和在卵巢内的储备,卵泡由一个初级卵母细胞和位 于其周围的一团卵泡细胞构成。 次级卵母细胞、 初级精母细胞和次级精母细胞的形成都开始 于动物的初情期。 答案:A 6.下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述,正确的是( ) A.受精卵中,全部遗传物质来自父母双方的各占一半 B.冲卵就是排出成熟卵细胞的过程 C.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成

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D.受精作用完成的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体 解析:受精卵核遗传物质由父母各提供一半,A 项错。冲卵就是排出早期胚胎的过程,B 项错。 卵细胞形成时的分裂过程是在卵巢和输卵管内完成的,C 项错。 答案:D 7.一个卵泡正常情况下可以形成的卵子数目是( ) A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个 解析:卵泡由一个初级卵母细胞和多个卵泡细胞组成 ,一个初级卵母细胞最终形成一个成熟 的卵子。 答案:A 8.防止多精入卵的第二道屏障是( ) A.顶体反应 B.透明带反应 C.卵细胞膜封闭作用 D.雌、雄原核结合 答案:C 9.体内受精、体外受精、人工授精的共同点是( ) A.均需在输卵管完成受精 B.均需采集卵母细胞 C.均需采集精液 D.受精前精子均需获能 解析:体外受精的场所为体外环境,A 项错。体内受精和人工授精不需采集卵母细胞,B 项错。 体内受精可以不需采集精液,C 项错。受精的前提条件是精子获能和卵子准备。 答案:D 10.下列对胚胎卵裂期的叙述,正确的是( ) A.在透明带内进行发育 B.由母体提供营养 C.胚胎体积增大 D.有 DNA 的复制和同源染色体的分离 解析:在透明带内进行的胚胎发育叫卵裂期,卵裂期仅消耗卵母细胞贮存的营养,胚胎体积并 没有增加,甚至略有减小。卵裂期进行的细胞分裂为有丝分裂,有 DNA 的复制,但没有同源染 色体的分离。 答案:A 11.高等哺乳动物受精后不久,受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器 官的分化 , 最后发育成一个完整的幼体 , 完成胚胎发育的全过程 , 下列有关叙述错误的是 ( )

A.高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原肠胚期→幼 体,其中最关键的时期是原肠胚期 B.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束 C.上图是胚胎发育过程中囊胚期示意图,①②③依次称为透明带、滋养层、内细胞团 D.进行胚胎分割时,应选择原肠胚期的胚胎进行 解析:高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期,原肠胚期细胞分化达到最大限度,

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是最关键的时期,细胞分化贯穿整个生命过程。囊胚结构从外到内依次是透明带、滋养层和 内细胞团。进行胚胎分割时,选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行。 答案:D 12.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,激素是性激素、 孕激素等;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 13.研究表明,大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行 ,胚胎的体积并不增大,但 胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量比值(核/质)却发生变化。下列符合卵裂期核质质量 比值变化趋势的示意图是( )

解析:卵裂是受精卵经历的一系列有丝分裂。在有丝分裂间期,染色体复制,所以随着卵裂的 进行,胚胎中的细胞核物质不断增加。 由于卵裂进行后胚胎体积并不增大,说明卵裂过程形成 的细胞体积不断减小,每个细胞所含的细胞质不断减少。 答案:A 14.培养试管动物、克隆动物共有的操作环节是( ) A.体外受精 B.体内受精 C.细胞核移植 D.胚胎移植 答案:D 15.哺乳动物如牛、 羊是人类生活中重要的肉制品、 毛皮制品的原料来源,但哺乳动物妊娠时 间长,每胎产仔数少,繁殖速度比较慢。要加快良种畜的繁殖速度,目前可行的方法是( ) A.动物细胞培养的方法 B.胚胎移植的方法 C.动物细胞融合的方法 D.核移植方法 解析:动物胚胎移植技术可解决动物妊娠时间长、每胎产仔数少、繁殖速度比较慢等问题。 答案:B 16.胚胎移植必需的操作是( )

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A.人工授精 B.胚胎分割 C.对胚胎受体进行同期发情处理 D.将外源基因导入移植胚胎 解析:移植胚胎可以来自自然配种、人工授精或体外受精;胚胎分割后需要进行移植,但移植 的胚胎不一定进行分割;为提高移植胚胎的成活率,胚胎移植前要对胚胎受体进行同期发情 处理;移植的胚胎可以来自转基因操作,但转基因操作不是胚胎移植必需的环节。 答案:C 17.培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功,下列叙述正确的是( )

A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D.丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的怀孕母羊子宫内 解析:本题考查胚胎工程的知识。给母山羊注射促性腺激素可使其超数排卵。乙过程的目的 之一是促使卵母细胞进一步发育成熟到减数第二次分裂中期,精子是已经成熟的细胞。乙过 程和丙过程采用的培养液成分不同,丙过程中要加入促使细胞分化的激素等。供体和受体应 生理状态相同,不是性状相同。 答案:A 18.体外受精过程不包括( ) A.卵母细胞的采集 B.精子获能 C.受精 D.胚胎分割 解析:哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。 胚胎分割是一种技术,不在受精过程的范围之内。 答案:D 19.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭,实现此过程的最重要原因是( ) A.细胞分裂 B.细胞特化 C.细胞分化 D.细胞增殖 解析:利用胚胎干细胞治疗肝衰竭的原理是对胚胎干细胞移植 ,通过诱导使其定向分化为肝 细胞,以替换坏死的肝细胞。 答案:C 20.下列关于胚胎工程的叙述,不正确的是( ) A.试管婴儿涉及体外受精和胚胎移植技术 B.可用桑椹胚或早期囊胚进行胚胎分割 C.胚胎移植前需用激素进行同期发情处理 D.早期胚胎培养时不需要加入动物血清 解析:早期胚胎培养类似动物细胞培养,培养液需要加入动物血清。 答案:D 二、非选择题(共 50 分) 21.(10 分)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用 iPS 细 胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:

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(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 。 培养的细胞在贴壁生长至 铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 。 (2)图中 2 细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ;也可从灰鼠体 内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。 (3) 图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育 , 暂不移入的胚胎可使用 方法保存。 (4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 分离培养获得。iPS 与 ES 细胞同样具有发 育全能性,有望在对人类 iPS 细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。 解析:(1)获得体细胞后进行的初次培养称为原代培养;培养的细胞会出现接触抑制现象。 (2)利用人工方法从灰鼠输卵管内获得胚胎的过程称为冲卵 ;也可从灰鼠体内取出卵子 通过体外受精后再进行早期胚胎培养。 (3)将重组胚胎通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内进行发育 ;暂不移入的胚胎可利用冷 冻法保存。 (4)ES 细胞可由囊胚的内细胞团分离后获得;可通过对 iPS 细胞进行定向诱导分化形成 所需组织用于疾病的细胞治疗。 答案:(1)原代培养 接触抑制 (2)冲卵(或冲胚) 体外受精(或核移植) (3)胚胎移植 冷冻(或低温) (4)内细胞团 诱导分化 22.(10 分)牛胚胎移植的基本程序见下图,请据图回答下列问题。

(1)图中 a、b、c 过程分别是指 、 、 。 (2) 供 体 母 牛 的 主 要 职 能 是 ;受体母牛必须具 备 。 (3) 为 了 提 高 牛 胚 胎 的 利 用 率 , 常 采 取 的 方 法 是 ;处理的时期 是 ;理由是 。 (4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为 ES 或 EK 细胞。 这类细胞的形态 特征有 。 (5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些? 。

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解析:(1)a 过程是良种母畜在激素刺激下的超数排卵。b 是用人工方法将母畜体内已经开始 发育的受精卵取出的冲卵过程。c 是将符合移植要求的早期胚胎移植到受体母畜子宫内的过 程。 (2)供体母牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎,受体母牛则是提供胚胎发育场 所,所以受体母牛应具有健康的体质和健康的繁殖能力。 (3)因在桑椹胚和囊胚期细胞还未开 始分化,所以应在此时期进行分割。 (4)因受精卵早期的分裂速度很快,细胞来不及生长,下一 次分裂就开始,所以形成的胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞)的特点是细胞体积小、细胞核大、核 仁明显。 答案:(1)超数排卵 冲卵 胚胎移植 (2)产生具有优良遗传特性的胚胎 健康的体质和健康的繁殖能力 (3)胚胎分割移植 桑椹胚或囊胚期 此时还未出现细胞分化 (4)体积小、细胞核大、核仁明显 (5)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度,迅速推广新品种 23.(10 分)医学上常用器官移植来治疗人类的某些疾病,而利用人类胚胎干细胞可以解决器 官移植中的很多问题。分析下图回答问题。

(1)图中各种器官能够通过培养胚胎干细胞而获得的根本原因是 。 (2)过程 X 称为 。 (3)③ 阶 段 的 细 胞 来 自 于 囊 胚 中 的 ] 。在对囊胚进行分割时,应该注 意 。 (4) 在胚胎移植的过程中 , 供体和受体动物选择好后 , 一般进行同期发情处理 , 主要目的 是 ,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。 解析:主要涉及细胞分化、细胞核移植、胚胎工程等知识点。其中,胚胎移植的实质和进行同 期发情处理的目的是识记的难点。 答案:(1)基因的选择性表达 (2)细胞核移植 (3)① 内细胞团 将内细胞团进行均等分割 (4)使供、受体的生理状态同步 24.(12 分)长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈 ,近年来发展 起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下图 1、2、3 分别 是牛胚胎移植、早期胚胎培养及克隆羊培育图,请据图完成下列问题。

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图1

图2

图3 (1) 在 试 管 牛 和 克 隆 羊 的 培 育 过 程 中 都 必 须 用 到 的 生 物 技 术 有 、 (至少写出两项)。 (2) 和受精有关的过程有:①第一次卵裂开始;②释放第二极体;③顶体反应;④穿越透明 带;⑤雌、雄原核的形成;⑥核膜消失,雌、雄原核融合。 其正确的顺序为 (填序号)。 (3)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 ;冲卵实质上是用特定装 置,将供体母牛子宫内的 冲洗出来。 (4)从 A 到 E 中,适宜于牛的胚胎移植时期有 ;图中标号 3 为 ,它将来可发育 为胎膜和胚盘。 (5)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个 体的技术叫作胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染 色,其原因是活细胞膜 。 (6) 试管牛 E 的性 别为 , 克 隆羊 “多 利” 的性状 和 最 接近 , 原 因 是 。 解析:在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术就是动物细胞培养、 胚胎移植、 卵母细胞的采集技术。特别是动物细胞培养,是细胞工程非常基础的技术。受精有关的过程 比较复杂,根据课本上的知识和题意可以确定为③④②⑤⑥①。促性腺激素在胚胎移植中有 非常重要的作用,包括超数排卵和同期发情处理。 从 A 到 E 中,分别是二细胞胚胎、 四细胞胚 胎、八细胞胚胎、桑椹胚和囊胚,适宜于牛的胚胎移植时期有桑椹胚和囊胚。动物的早期胚 胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移 植。生理状态相同更有利于胚胎的存活。克隆是无性繁殖,所以其子代的性状取决于供核个

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体的性状。 答案:(1)动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术(任选两项) (2)③④②⑤⑥① (3)促性腺激素 (早期)胚胎 (4)DE 滋养层细胞 (5)生理状态 对物质的吸收具有选择透过性 (6)不确定 白面绵羊 “多利”的细胞核由白面绵羊提供,遗传物质主要存在于细胞 核中 25.(8 分)(2014·福建高考理综)Rag2 基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利 用胚胎干细胞(ES 细胞)对 Rag2 基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:

(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的 。 (2)步骤②中,重组胚胎培养到 期时,可从其内细胞团分离出 ES 细胞。 (3)步骤③中,需要构建含有 Rag2 基因的表达载体。可以根据 Rag2 基因的 设计 引物,利用 PCR 技术扩增 Rag2 基因片段。用 HindⅢ和 PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切 获 得 Rag2 基因 片段 。 为将 该 片段 直 接连 接到 表达 载 体 , 所 选择 的 表达 载体 上 应具有 酶的酶切位点。 (4)为检测 Rag2 基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的 ,用抗 Rag2 蛋白的抗 体进行杂交实验。 解析:(1)细胞核移植是将体细胞核移入去核的卵母细胞中,因此在核移植前应去除卵母细胞 的细胞核。 (2)ES 细胞来自早期胚胎或原始性腺,图示 ES 细胞的来源为囊胚中的内细胞团。 (3)引物的设计,要考虑目的基因的核苷酸序列。目的基因是用 Hind Ⅲ和 PstⅠ限制酶 切割获得的,为了将目的基因直接连接到表达载体上,载体上也应具有 Hind Ⅲ和 PstⅠ酶的 酶切位点。 (4)检测目的基因的表达情况,应对受体细胞中的蛋白质进行抗原—抗体杂交实验。 答案:(1)细胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列 HindⅢ和 PstⅠ (4)蛋白质

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