学年高中生物 第二章 胚胎工程单元检测 北师大版选修3.docx
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学年高中生物第二章胚胎工程单元检测北师大版选修3
第二章胚胎工程
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、选择题(本题包括20小题,每小题2.5分,共50分)
1.下列关于哺乳动物精子和卵子发生的叙述,正确的是( )
A.一个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精子
B.精子的头部主要含细胞核,中心体发育为它的顶体
C.卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在胎儿时期完成的
D.排卵是指卵泡从卵巢中排出,马、牛的排卵都是排出次级卵母细胞
答案 C
解析 精子的产生包括三个阶段,减数分裂是指初级精母细胞形成精子细胞的阶段。
精子细胞变形形成精子时,高尔基体发育成头部的顶体,中心体则演变为精子的尾。
排卵是指卵细胞从卵泡中排出,不同动物排出的卵子成熟程度不同,如马排出的是初级卵母细胞,牛排出的则是次级卵母细胞。
2.某人因大面积烧伤需要皮肤移植,下列哪种来源的皮肤最容易移植成功( )
A.将父母的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤
B.将兄弟或姐妹的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤
C.将子女的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤
D.自己的皮肤细胞经细胞培养技术培育成的皮肤
答案 D
解析 进行器官移植时,需慎重选择供体器官,以免出现免疫排斥现象。
用自体细胞培养形成的器官进行移植,可以解决这个问题。
3.下面图中最能完整体现正常机体内干细胞基本特征的是( )
答案 D
解析 干细胞是具有细胞周期的细胞,它能不断分裂产生子细胞。
有的子细胞仍然具有细胞周期,有的子细胞不再分裂,将分化成具有特定功能的细胞。
已分化的细胞一般不再继续进行分裂,细胞分化具有不可逆转的特性。
4.下列关于人早期胚胎发育过程中桑椹胚和囊胚的叙述,正确的是( )
A.囊胚与桑椹胚相比,每个细胞内DNA总量增加
B.囊胚与桑椹胚相比,细胞数目较多
C.组成囊胚和桑椹胚的细胞,都是全能细胞
D.桑椹胚的形成在卵巢,囊胚的形成在输卵管
答案 B
解析 由桑椹胚发育到囊胚进行的是有丝分裂,形成的每个细胞内DNA总量不变;囊胚期开始出现分化,其中的滋养层细胞不是全能细胞;受精卵是在输卵管中形成的,故其发育形成早期胚胎的过程不可能在卵巢。
5.在动物的胚胎发育过程中,早期胚胎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器官的形成。
但如果在原肠胚末期,把未来发育成蝾螈下肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部位,则该部位将发育出一条额外的腿,这说明( )
A.原肠胚末期已经出现了组织和器官
B.细胞具有全能性
C.原肠胚末期已经出现了细胞分化
D.原肠胚已出现了三个胚层
答案 C
解析 原肠胚末期组织和器官并未形成,但是出现了细胞的分化,在移植这种细胞后,它们将继续分化发育成特定的组织和器官。
6.下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间),其中正确的是( )
A.①②B.①③
C.②④D.③④
答案 A
解析 受精卵发育至囊胚的过程中,主要是通过卵裂实现的,卵裂是受精卵连续的有丝分裂,每一次分裂都发生染色体的复制,从分子水平看,它包括DNA的复制和有关蛋白质的合成,所以随细胞数目的指数增加(2、4、8、16…),DNA分子的总量也随着指数增长,在坐标图上表现为“J”型增长曲线,所以图①是正确的。
在卵裂过程中,随细胞数目的增加,每个细胞的体积在逐步变小,所以图②是正确的。
整个卵裂期的囊胚总体积与受精卵大小相似,且在囊胚中还出现了囊胚腔,因此所有细胞体积之和应该略有减少,所以图③是错误的。
蛙是卵生动物,胚的发育所需的营养物质来自受精卵中的卵黄,在卵裂过程中,细胞不断分裂要消耗大量的能量,是通过细胞氧化分解有机物提供的,此过程中胚胎不能从外界摄取有机物,有机物的总量应该是减少的,所以图④是错误的。
7.下图为克隆羊“多莉”的培育过程示意图,下列各项有关表述,错误的是( )
A.克隆羊“多莉”的主要性状与甲羊一致,因为其细胞核基因来自甲羊
B.克隆羊“多莉”的培育过程中采用的生物技术有核移植和胚胎移植
C.乙羊的去核卵母细胞为重建细胞基因表达提供了细胞内的环境条件
D.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性
答案 D
解析 “多莉”羊的培育成功,说明高度分化的动物体细胞的细胞核仍保持有全能性,但动物体细胞的全能性至今还没有得到实验证实。
8.下图为某哺乳动物生殖过程示意图(b为卵细胞)。
下列相关叙述中不正确的是( )
A.动物个体①②的产生分别属于有性生殖和无性生殖
B.动物个体②的产生表明,高度分化的动物细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力
C.按照动物个体②的产生方式,后代的性别比例仍为1∶1,但这对于动物的进化则是不利的
D.图中a、b、c三种细胞的产生方式,仅c为有丝分裂
答案 C
解析 动物个体①的产生是由精、卵细胞结合而形成的个体,属于有性生殖过程,动物个体②的产生是由去核卵细胞与另一细胞的细胞核重组成一个新的细胞,进而发育成一个新的个体,故此方式属于克隆过程(无性繁殖),动物的性别由核中的染色体决定,故此个体的性别与提供细胞核的个体相同。
9.中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。
下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中,错误的是( )
A.在形成早期胚胎的过程中,依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段
B.兔子卵细胞细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性
C.克隆出的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息
D.在形成早期胚胎的过程中,尚未出现细胞的分化
答案 D
解析 在早期胚胎的原肠胚时期,已经有了最初的分化。
10.生物技术的发展速度很快,已灭绝生物的复生已不是神话。
如果世界上最后一头野驴刚死亡,以下较易复生野驴的方法是( )
A.将野驴的体细胞取出,利用组织培养,培育成新个体
B.将野驴的体细胞两两融合,再经组织培养技术,经脱分化、再分化培育成新个体
C.取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中,经孕育培育成新个体
D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体
答案 C
解析 动物体细胞的全能性由于分化程度高而使表现受到严格限制;若仅将野驴的基因导入家驴的受精卵中,由于导入基因数量少,难以保证野驴的遗传特性。
因此,可用克隆技术——核移植技术复生野驴。
11.下列关于胚胎干细胞的叙述,不正确的是( )
A.动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞
B.胚胎干细胞具有分化为动物各种组织的潜能
C.胚胎干细胞的遗传物质在质和量上与受精卵相同
D.胚胎干细胞在体外可被诱导分化为不同的组织类型
答案 A
解析 胚胎干细胞主要来源于囊胚期的内细胞团;由于其分化的全能性,也可在体外培养时诱导为不同的机体组织;细胞分化是基因选择性表达的过程,细胞中的遗传物质并不发生改变。
12.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。
科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述正确的是( )
A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂
D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎
答案 D
解析 超数排卵时使用的是促性腺激素,而不是雌激素。
从卵巢中采集的卵母细胞未发育成熟,需要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,故不需要注射免疫抑制剂。
为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得基因型相同的同卵双胎或多胎个体。
13.《自然—方法学》消息,科学家以皮肤细胞为材料,通过逆转录病毒等现代生物工程工具对这些细胞进行“重置”,成功制造出两种濒危动物的多种功能干细胞,甚至可以分化成为配子(即精子和卵细胞)。
下列说法不正确的是( )
A.此种干细胞可分化出生物体所有细胞
B.多功能干细胞核具有发育成个体的潜能性
C.利用此干细胞替换动物体内已经失灵的功能细胞,可以治疗糖尿病等疾病
D.如用此技术成功分化出配子,则可用“试管婴儿”技术保证濒危动物的种群数量
答案 A
解析 多功能干细胞不同于全能干细胞,它不可以分化出生物体的所有细胞。
14.超数排卵的做法正确的是( )
A.口服促性腺激素B.注射促性腺激素
C.口服或注射促性腺激素D.以上方法均不正确
答案 B
解析 促性腺激素的化学成分是多肽,只可注射,不能口服,若口服会被消化酶消化而失去生理作用。
15.下列关于卵母细胞采集的叙述不正确的是( )
A.有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B.从输卵管中取出的卵细胞,可直接与获能的精子在体外授精
C.对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D.采集的卵母细胞,都可直接与获能的精子在体外授精
答案 D
解析 卵细胞采集方法有两种:
①先用促性腺激素处理供体,从输卵管中冲取卵细胞,直接与获能的精子在体外完成受精作用;②从屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,通过这种方式获得的卵母细胞要在体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
16.在试管家畜过程中,操作不合理的是( )
A.精子和卵细胞采集后可直接在试管内受精
B.精子采集后要获能,卵细胞采集后要体外培养
C.在体外完成受精后,待受精卵发育到早期胚胎可移植
D.试管家畜技术在操作过程上要严格无菌操作
答案 A
解析 在试管家畜技术过程中,所获得的精子要入卵,首先要进行获能处理,才能完成受精;胚胎移植时要在胚胎早期进行,因为这时胚胎还不会与母体子宫建立组织上的联系而是处于游离状态,这为胚胎移植提供了可能;整个体外操作过程中都要在无菌条件下进行。
17.在受精过程中,体现受精实质的是( )
A.同类生物的精卵互相识别
B.精子的头部进入卵细胞
C.卵细胞膜增厚并形成受精卵膜
D.精核与卵核互相融合
答案 D
解析 控制生物性状的遗传物质主要存在于细胞核中,所以受精的实质是来自父母双方核的融合。
这样,受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目。
18.试管牛这项技术首先要做的是( )
①体外授精 ②体内受精 ③早期胚胎的培养 ④早期胚胎的发育
A.①③B.②③C.①④D.②④
答案 A
解析 试管动物技术是通过人工操作使精子和卵细胞在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后再移植产生后代的技术。
可见在“试管牛”的这项技术中,首先要做的是体外授精和早期胚胎的培养。
19.下图为受精作用及胚胎发育示意图,a、b代表两个发育时期,下列叙述不正确的是( )
精子卵细胞
受精卵
桑椹胚
幼体
A.①过程发生同源染色体分离
B.②过程通过有丝分裂增殖
C.a时期可分离得到胚胎干细胞
D.①→④过程,细胞分化程度逐渐增大
答案 A
解析 精子和卵细胞的结合过程,不存在同源染色体的分离,A错误;②过程属于受精卵的分裂,通过有丝分裂增殖,B正确;a时期为囊胚期,其中的内细胞团可分离得到胚胎干细胞,C正确;①→④过程是受精作用及胚胎发育,细胞分化程度逐渐增大,D正确。
20.胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞,具有发育的全能性,它可进一步分化发育成各种不同的组织细胞。
下图所示为干细胞的培养过程,请问图中哪一段的细胞是胚胎干细胞( )
A.囊胚B.内细胞团
C.血液组织干细胞D.各种血细胞
答案 B
解析 哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始生殖细胞中分离出来的一类细胞,它具有发育的全能性,可进一步分化形成造血干细胞和神经干细胞等各种不同的专能干细胞,因此胚胎干细胞又叫全能干细胞。
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
21.(10分)据早期胚胎发育的过程,回答下列问题:
①受精卵→②卵裂→③________→④________→⑤原肠胚→⑥幼体
(1)③、④分别是胚胎早期发育的什么阶段?
(在横线上填出)
(2)③阶段的细胞属于________细胞,具有________性。
(3)④阶段细胞开始出现________,________将来发育成胎儿的各种组织,____________将来发育成胎膜和胎盘,出现________腔后,进一步扩大会导致________的破裂。
(4)⑤原肠胚阶段内细胞团的________细胞形成外胚层,下方的细胞形成内胚层,出现________腔。
(5)从受精卵到原肠胚的形成,细胞的分裂方式是____________。
答案
(1)桑椹胚 囊胚
(2)全能 全能 (3)分化 内细胞团 滋养层细胞 囊胚 透明带 (4)表层
原肠 (5)有丝分裂
解析 胚胎的早期发育是由受精卵经卵裂、桑椹胚、囊胚到原肠胚时期,桑椹胚时期的细胞具有全能性,属于全能细胞;囊胚期出现囊胚腔和内细胞团,内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层细胞发育为胎膜和胎盘;原肠胚期出现三胚层的分化。
22.(10分)新疆是我国重要的畜牧业省区之一,但当地羊的产肉率和产量远远不能满足市场的需求,每年都要从青海等省份调进大批羊肉。
自2009年9月开始,新疆启动了优质种羊万枚胚胎移植工程,有4000多只新疆本地肉用羊“怀上”并最终产下品质优良的“后代”。
胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答:
(1)从受精卵→胚胎→幼羊的过程体现了受精卵具有________,胚胎工程的主要技术有________________________________(至少写出两种)。
(2)选择供体母羊、供体公羊的要求是____________________________。
对供体母羊进行超数排卵时应注射____________。
(3)判断是否受精的标志是________________________________________。
(4)胚胎发育的早期是在____________进行的,这一时期称为卵裂期,其特点是________________________________________________________________________。
(5)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的________或囊胚。
在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要特别注意将________均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。
直接移植给受体母羊多个胚胎,产生的多个后代的基因型相同吗?
________;通过胚胎分割产生的两个或多个个体________(填“有”或“没有”)相同的遗传物质。
答案
(1)全能性 胚胎移植技术、胚胎分割技术、体外授精技术(写出两种即可)
(2)具有优良遗传性状的同种羊 促性腺激素 (3)卵黄膜和透明带间隙是否出现两个极体 (4)透明带内 细胞分裂为有丝分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,或略有缩小 (5)桑椹胚 内细胞团 不一定 有
解析 受精卵的全能性最大。
胚胎工程包括胚胎移植、体外授精和胚胎分割等技术。
促进供体超数排卵应使用促性腺激素,胚胎发育的早期是在透明带内进行的,卵裂期的特点是细胞进行有丝分裂,细胞的数量不断增加,胚胎的总体积不变或略有缩小。
23.(10分)如图是“试管牛”工厂化生产的技术流程图,据图回答下列问题:
(1)根据____________(填序号)判断,此种繁殖方式是________生殖,此技术的意义在于____________________________________________。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其________。
另外,培养的卵母细胞需要发育至减数分裂Ⅱ的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和__________________。
(3)②过程通常放入____________中放置2h。
(4)④过程一般要经历哪几个时期:
_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)③ 有性 快速大量繁殖良种牛,提高经济效益
(2)获能 第一极体 (3)CO2培养箱 (4)受精卵、卵裂期、桑椹胚期、囊胚期
24.(10分)据英国《每日邮报》2008年11月4日报道,日本一科学家从2只低温冷冻16年的正常死亡雄性实验鼠的脑组织中提取细胞核,并通过核移植技术得到克隆胚胎。
在得到了克隆胚胎之后,科学家从中提取、培养出许多胚胎干细胞,然后利用这些胚胎干细胞,进行了二次核移植,最终获得2只健康的克隆鼠,其与正常鼠交配后还产下了健康的后代。
请回答下列问题:
(1)下面是某同学绘制的利用冷冻鼠脑细胞获得克隆胚胎的流程图:
图中①过程中,核中的基因种类是否发生变化?
______________;在克隆胚胎培育过程中除涉及动物体细胞核
移植技术外,还涉及哪些现代生物技术?
____________________________。
(2)利用克隆胚胎培养获得的胚胎干细胞,其在功能上的特点是:
________________________________________________________。
(3)二次核移植获得的两只健康鼠的性别均为雄性,这一结果表明克隆技术在畜牧业生产上可以用于____________________。
(4)选择合适的克隆胚胎移植时机是克隆鼠获得成功的关键之一,如小鼠等实验动物需要在囊胚以前,这种选择的主要依据是________________________。
答案
(1)基本没有发生变化 早期胚胎培养(动物细胞培养)
(2)细胞具有全能性(或具有增殖能力并保持未分化状态,在适宜条件下可以分化形成各种组织器官)
(3)控制良种动物的性别 (4)囊胚前细胞没有分化
25.(10分)胚胎干细胞又称ES细胞,可以发育为成年动物体内任何一种组织细胞,甚至一个完整的生物体,细胞的这种潜能称为细胞的全能性。
科学家发现,受精卵的全能性最高,胚胎干细胞也具有较高的全能性,但随着分化程度的提高,细胞的全能性下降,特别是高度分化的动物细胞的全能性更是受到限制,即发育成一个完整的个体非常困难。
但科学家发现,高度分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
虽然高度分化的动物细胞的分化潜能变窄,全能性受到限制,但它的细胞核仍具有全能性。
请利用性成熟的青蛙作为实验材料,设计一个实验方案证明上述结论。
实验的大体思路是:
____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
根据上述思路设计的实验步骤是:
第一步:
取正常的雄性青蛙的体细胞进行细胞培养,观察能否形成一个完整的青蛙。
第二步:
准备若干个正常雄性青蛙的体细胞和雌性青蛙的卵细胞。
第三步:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第四步:
将第三步形成的重建细胞进行细胞培养,观察能否形成完整的青蛙。
实验结果:
_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 思路:
先把完整的体细胞单独培养,证明高度分化的动物细胞的全能性受到限制,再把体细胞的细胞核导入去除细胞核的卵细胞中,看其能否表现出全能性
第三步:
将卵细胞的细胞核去除,取体细胞的细胞核导入去除细胞核的卵细胞中
实验结果:
单独培养完整的体细胞不能形成完整的个体,培养重建细胞则能形成完整个体
结论:
高度分化的动物细胞的全能性受到限制,但其细胞核仍具有全能性
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