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第2章 细胞工程
第1节 胚胎工程
一 胚胎工程的理论基础
A级　基础达标练
一、选择题
1．精子获能是指(　　)
A．精子获得受精的能量 B．精子获能是在雄性体内完成的
C．精子获得受精的能力 D．只要是成熟的精子，就具有受精的能力
2．下列能正确表示高等动物的胚胎发育顺序的是(　　)
A．受精卵→卵裂期→原肠胚→囊胚→组织器官的分化
B．受精卵→卵裂期→原肠胚→组织器官的分化
C．受精卵→卵裂期→桑椹胚→原肠胚→幼体
D．受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化
3．关于胚胎发育的正确叙述是(　　)
A．胚胎发育早期随细胞不断分裂体积增大
B．在桑椹胚阶段，胚胎内部出现空腔
C．原肠胚阶段出现原肠腔
D．原肠胚阶段的每一细胞属于全能细胞
4．下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是(　　)
A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B．卵裂期胚胎的体积随细胞分裂次数增加而不断增大
C．囊胚的滋养层细胞分化发育形成内外两个胚层
D．细胞开始发生分化的胚胎时期是原肠胚
5．(不定项)如图表示动物早期胚胎发育过程中的某个时期，下列说法正确的是(　　)
A．该时期为囊胚期，③表示包裹早期胚胎的透明带
B．①表示分化的滋养层细胞
C．②表示内细胞团细胞，将来发育成胎膜和胎盘
D．④表示囊胚腔，囊胚腔中含有液体
二、非选择题
6．下图为哺乳动物受精过程示意图，回答下面的问题：
(1)写出图中字母表示的结构：a．__________、b．___________、c．___________。(填名称)
(2)写出图中数字表示的过程：①___________、②_____________、③__________、④___________。
(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫作____________。卵子一般在排出后都要在_____________中进一步成熟，当达到____________时，才具备与精子受精的能力。
B级　合格达标练
一、选择题
1．如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述错误的是(　　)
囊胚原肠胚―→幼体
A．①过程完成需要依赖细胞表面糖蛋白识别，精子会释放出特殊的水解酶
B．②过程通过有丝分裂方式增殖，细胞的核质比逐渐变小
C．③过程除了存在细胞的分裂，还存在细胞的分化
D．④过程后进入个体发育的高峰，细胞的分化使细胞的基因表达发生了差异
2．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(　　)
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
3．关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法错误的是(　　)
A．桑椹胚的各细胞结构、功能基本相同
B．囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的
C．囊胚期的细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变
D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的
4．以下有关受精作用的说法中，不正确的是(　　)
A．受精作用的实质是精子的核和卵细胞的核融合
B．受精过程中卵细胞能阻止其他精子进入
C．卵子的发生是从胎儿时期性别分化之前开始的
D．受精卵中的染色体均由精子和卵细胞各提供一半
5．不同动物受精卵的发育及其进入子宫的时间有明显的差别，请分析表格，下列叙述正确的是(　　)
动物 种类 受精卵发育的时间/h 进入子宫时受精卵的发育时间/d
2细胞 4细胞 8细胞 16细胞 桑椹胚
小鼠 24～38 38～50 50～60 60～70 68～80 3
牛 27～42 44～65 46～90 96～120 120～144 4～5
马 24 30～36 50～60 72 98～106 6
A．小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高
B．体外培养的马胚胎移植到子宫时选择囊胚阶段的胚胎
C．体外培养的牛胚胎移植到子宫时选择原肠胚阶段的胚胎
D．受精卵在卵裂期，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
6．(不定项)哺乳动物的受精是一个非常复杂的过程，下列有关叙述正确的是(　　)
A．获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，使顶体酶释放出来
B．精子穿越透明带时需要由顶体酶将透明带溶出一条孔道
C．防止多精入卵受精有两道屏障，第一道屏障称为卵细胞膜反应
D．精子入卵后尾部会脱离
答案：ABD
解析：获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，释放顶体酶，溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路，A正确；穿越放射冠的精子立即与透明带接触，顶体酶随后将透明带溶出一条孔道，有助于精子穿越透明带，B正确；透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障，C错误；精子入卵时只有精子的头部进入卵细胞，尾部脱离，D正确。
二、非选择题
7．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。分析回答：
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1。
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体外胚胎培养：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 d观察囊胚发育情况，统计结果如表2。
表1　亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟的影响
ALA浓度/μmol·L－1 卵母细胞数/个 核成熟卵子数/个
0 229 137
10 201 133
50 227 166
100 215 137
200 215 135
表2　亚麻酸对水牛早期胚胎发育的影响
ALA浓度/μmol·L－1 培养卵数/个 分裂数/个 囊胚数/个
0 309 171 75
10 325 182 82
50 292 185 97
100 310 188 84
200 231 145 68
(1)步骤①中，细胞培养箱中加5%CO2的作用是_________________________。
(2)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是___________________________________________________________________。
(3)步骤④中，体外胚胎培养过程定期更换培养液的目的是_______________________。
(4)根据实验数据分析，亚麻酸溶液的物质的量浓度为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)本实验结果表明，物质的量浓度为_______________________μmol·L－1的亚麻酸溶液对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育都较有利，其判断依据是________________________________________________________________________________
参考答案
A级　基础达标练
一、选择题
1．
答案：C
2．
答案：D
3．
答案：C
4．
答案：A
5．
答案：ABD
二、非选择题
6．
答案：
(1) 放射冠 雄原核 雌原核
(2) 精子穿越放射冠 精子穿越透明带 精子进入卵细胞膜 雌、雄原核融合
(3) 精子获能 输卵管 MⅡ期
解析：
(1)据图可知，a是放射冠，b是雄原核，c是雌原核。
(2)据图可判断，①是精子穿越放射冠，②是精子穿越透明带，③是精子进入卵细胞膜，④是雌、雄原核融合。
(3)精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫作精子获能。卵子在排出后一般都要在输卵管中进一步成熟，达到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
B级　合格达标练
一、选择题
1．
答案：B
2．
答案：C
3．
答案：B
4．
答案：C
5．
答案：ABD
6．
答案：ABD
二、非选择题
7．
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 在卵细胞膜和透明带的间隙可否观察到两个极体
(3) 清除有害代谢产物，补充营养物质
(4) 促进
(5) 50 核成熟卵子数占卵母细胞的比例较高，囊胚数占培养卵数的比例较高
解析：
(2)成熟卵母细胞是用来受精的，需要培养到减数分裂Ⅱ中期，此时细胞中所有染色体的着丝粒排列在赤道板上。
(4)根据表格数据分析，亚麻酸溶液的物质的量浓度为0 μmol·L－1的组为对照组，与其相比，亚麻酸溶液的物质的量浓度为200 μmol·L－1时，核成熟卵子数占卵母细胞的比例较高，囊胚数占培养卵数的比例也较高，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)根据表格数据分析，在实验浓度范围内，亚麻酸溶液的物质的量浓度为50 μmol·L－1时，表1中核成熟卵子数占卵母细胞的比例较高，表2中囊胚数占培养卵数的比例也较高，说明物质的量浓度为50 μmol·L－1的亚麻酸溶液对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育都较有利。
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