人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程综合与测试当堂达标检测题

体外受精和早期胚胎培养

课后篇巩固提升

基础巩固

1.下列有关哺乳动物体外受精的叙述,正确的是(　　)

A.给实验动物注射促性腺激素,使其产生更多的精子

B.从卵巢中采集的卵母细胞能与获能的精子直接受精

C.获能的精子和成熟的卵子,不能在获能溶液中完成受精

D.卵母细胞在与精子受精的过程中完成减数第二次分裂

答案D

2.一对夫妇因不孕症向医生求助,医生利用试管婴儿技术帮助他们拥有了自己的孩子。在培育试管婴儿的过程中,下列技术中不是必须使用的是(　　)

A.体外受精 

B.胚胎的体外培养

C.植入前胚胎的遗传学检测 

D.精子的采集和获能

答案C

解析题干只是涉及夫妇的不孕问题,没有证据说明夫妇患有遗传病,所以在植入前不必对胚胎进行遗传学检测。

3.用下列方法采集到的卵母细胞,能直接与获能精子完成受精的是(　　)

A.用促性腺激素处理,从输卵管中冲取到的卵母细胞

B.从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集到的卵母细胞

C.借助内窥镜从活体动物的卵巢中吸取到的卵母细胞

D.借助腹腔镜从活体动物的卵巢中吸取到的卵母细胞

答案A

解析用促性腺激素处理,从输卵管中获取的卵母细胞,处于减数第二次分裂中期,可以直接与精子受精;B、C、D各项采集到的卵母细胞,都要在体外培养成熟后,即将卵母细胞培养至减数第二次分裂中期,才能与获能精子完成受精。

4.下列选项不是人工授精和体外受精的区别的是(　　)

A.人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性

B.体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能

C.人工授精和体外受精的本质不同

D.人工授精的精卵结合在母畜体内,而体外受精的这一过程在母畜体外

答案C

解析人工授精是采用人工的方法把精子导入母牛体内,能够有效发挥公畜的优良特性,体外受精是在体外进行精子和卵细胞的结合,能够有效发挥母畜的繁殖潜能,人工授精是人工协助受精,场所是母畜体内,而体外受精是在母畜体外进行的,所以A、B、D三项不符合题意。人工授精和体外受精都属于有性生殖,二者的本质都是两性生殖细胞的结合,C项符合题意。

5.发展试管动物技术具有重要意义,下列关于这方面的叙述,错误的是(　　)

A.试管动物技术可解决动物生育率低的问题

B.试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞

C.试管动物技术可用于普通农畜繁育良种家畜

D.试管动物技术可以提高优良公牛的繁殖潜能

答案D

解析结合超数排卵处理的试管动物技术能实现家畜的快速繁殖,公牛产生的精子数量非常多,母牛的排卵数量少且生育率低,因此试管动物技术可以充分发挥优良母牛的繁殖潜能。

6.试管动物和克隆动物的生殖方式是(　　)

A.前者属于有性生殖,后者属于无性生殖

B.二者都属于有性生殖

C.二者都属于无性生殖

D.前者属于无性生殖,后者属于有性生殖

答案A

7.下列关于试管婴儿技术的说法,错误的是(　　)

A.将收集到的精子放在一定浓度的肝素溶液中培养是为了诱导精子获能

B.受精过程防止多精入卵受精的屏障包括透明带反应和卵细胞膜反应

C.进行早期胚胎培养时,培养液中除加入一些必要的营养成分外,还应添加激素和血清

D.在生物学上试管婴儿技术属于无性生殖、体外受精

答案D

解析对收集到的精子采用化学诱导法获能处理时,需将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,A项正确;受精过程防止多精入卵受精的屏障包括透明带反应和卵细胞膜反应,B项正确;进行早期胚胎培养时,由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此培养液中除加入一些必要的营养成分外,还应添加激素和血清,C项正确;试管婴儿需通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育成早期胚胎后,再移植到母亲的子宫内,所以在生物学上试管婴儿技术属于有性生殖,需要用到的技术有体外受精和早期胚胎培养,D项错误。

8.下图是通过体外受精培育小鼠的过程图,请据图回答下列问题。

(1)①采用的方法是用　　　　　　　　　　处理,从　　　　　　中采集卵子。 

(2)②是　　　　　过程,因此培养该小鼠的方式属于　　　　　生殖,其常见的可遗传的变异类型有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)③过程是　　　　　　　　　　　　　,其培养液成分含有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)若培育牛、羊等家畜,④过程移植的胚胎处于　　　　　　　　　　　　　　　　阶段。 

答案(1)促性腺激素　输卵管　(2)(体外)受精　有性

基因突变、基因重组、染色体变异　(3)体外胚胎的早期培养　水、无机盐、有机盐类、维生素、激素、核苷酸、氨基酸、血清等　(4)桑椹胚或囊胚

解析常用的采集小鼠卵母细胞的方法是用促性腺激素处理,促使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵母细胞。卵子与精子结合的过程称为受精,因此培养该小鼠的方式属于有性生殖。进行有性生殖的动物,其可遗传的变异类型有基因突变、基因重组、染色体变异。由受精卵到早期胚胎的培养称为体外胚胎的早期培养,在该过程中,培养液的成分主要有两“盐”(有机盐类和无机盐)、两“素”(维生素和激素)、两“酸”(氨基酸和核苷酸),还有水及动物血清等。

9.下图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,请分析回答下列有关问题。

(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ培育优良种牛的本质区别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)①过程为　　　　　　　　　　　　　　技术。 

(3)②过程常用　　　　　激素处理,目的是使B牛　　　　　　　　,从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到　　　　　　　　　　　　　　(时期)才能与获能的精子结合。 

(4)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后,才能与B牛的卵子结合,完成受精作用,这个过程叫　　　　　　　　　。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到　　　　　　　。 

答案(1)方法Ⅰ的培育为有性生殖过程,方法Ⅱ的培育为无性生殖过程　(2)动物体细胞核移植　(3)促性腺

超数排卵　减数第二次分裂中期(MⅡ期)　(4)精子获能　两个极体

解析(1)方法Ⅰ中的试管牛由受精卵发育而来,为有性生殖;方法Ⅱ中的克隆牛通过核移植方式培育而来,为无性生殖。(2)图中①过程为体细胞核与去核卵母细胞的融合过程,称为动物体细胞核移植技术。(3)②过程通常用促性腺激素处理,以达到一次性排出多个卵子的目的,即超数排卵;卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期(MⅡ期)才能与精子结合。(4)精子必须在母牛的生殖道内获能才能与卵子结合,卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体。

能力提升

10.下列关于胚胎工程的叙述,正确的是(　　)

A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫

B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵

C.成熟卵子与获能的精子相遇形成的受精卵,需培养到一定阶段才可移植

D.体外受精和胚胎发育过程均可在体外完成

答案C

解析精子和卵子受精形成受精卵后还需发育到早期胚胎阶段才能进行胚胎移植,A项错误;用促性腺激素处理,从输卵管中冲取的卵子,直接与获能的精子在体外受精,其他方法采集的卵母细胞应培养到减数第二次分裂中期才能与获能精子受精形成受精卵,B项错误;成熟卵子与获能的精子相遇形成的受精卵,需培养到一定阶段才可移植,C项正确;体外受精和早期胚胎(桑椹胚或囊胚)发育过程均可在体外完成,但胚胎移植后的发育过程在生物体内完成,D项错误。

11.良种试管牛的培育过程是用激素促进甲牛超数排卵,然后使卵子在体外与人工采集的乙牛的精子进行受精,将受精卵在特定培养基上培育成胚胎,再把胚胎移入经过激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是(　　)

A.精子与卵细胞结合前都需进行培养

B.“促进甲牛超数排卵”的激素是孕激素

C.甲牛、乙牛对试管牛核基因的贡献相同

D.该技术可应用于加快优良种畜的繁殖

答案B

解析对于大型动物来说,采集的卵母细胞需经人工培养成熟后才具备受精能力,精子也需要进行培养使其获能,才能进行受精作用,A项正确;促进动物超数排卵的激素是促性腺激素,B项错误;试管牛的核遗传物质一半来自甲牛的卵子,一半来自乙牛的精子,C项正确;该技术可用于加快优良种畜的繁殖,D项正确。

12.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含相同成分的培养液

D.丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母山羊子宫内

答案A

解析甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟,可通过注射促性腺激素促使母山羊超数排卵。乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合,完成受精作用。受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行的,而早期胚胎培养是在发育培养液中进行的。丁过程是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之继续发育。

13.近年来,有科学家把来自动物体的精子注入去核的卵细胞中,获得重组细胞,进一步培育出“孤雄单倍体胚胎”。

(1)该过程用到的技术手段主要有　　　　　、　　　　　　　　　　　　。 

(2)将重组细胞培育为胚胎的过程中,除必要的营养条件、适宜的pH和温度外,还需保证其处在　　　　　　　　　的环境下,同时提供一定量的O2和CO2,其中CO2的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)科学家发现成活的“孤雄单倍体胚胎”细胞中含有的性染色体均为X染色体,分析可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。拿出任何一个“孤雄单倍体胚胎”细胞,都可当作精子使用,使卵细胞受精,并生下正常小鼠,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)有人认为这种“人造精子”的基因可以被加工,比如敲除或增加某个基因,这使得科学家能方便地制造出实验所需要的小鼠模型,该过程用到的工具酶主要有　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　。 

答案(1)核移植　早期胚胎培养　(2)无菌、无毒　维持培养液的pH　(3)X染色体上含有许多与早期胚胎发育相关的基因,而Y染色体缺乏相关基因　“孤雄单倍体胚胎”细胞由重组细胞有丝分裂而来,其核遗传物质由精子提供(其他答案合理即可)　(4)限制性核酸内切酶　DNA连接酶

解析(1)该过程用到的技术手段主要有核移植和早期胚胎培养。(2)在胚胎培养过程中,需保证其处在无菌、无毒的环境中,CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)成活的“孤雄单倍体胚胎”细胞中含有的性染色体均为X染色体,原因可能是X染色体上含有许多与早期胚胎发育相关的基因,而Y染色体缺乏相关基因。拿出任何一个“孤雄单倍体胚胎”细胞,都可当作精子使用,使卵细胞受精,并生下正常小鼠,可能的原因是“孤雄单倍体胚胎”细胞由重组细胞有丝分裂而来,核遗传物质由精子提供。(4)敲除或增加某个基因需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶。

14.人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。回答下列问题。

(1)卵母细胞除从活体　　　　　　中采集外,还可以从处死的雌鼠卵巢中获取。 

(2)图中的　　　　　　　　　　　　作为目的基因,质粒作为　　　　　　,二者需用同种限制酶切割后连接成　　　　　　　　,该过程与质粒上含有　　　　　　　　　　　　有关。 

(3)子代大鼠如果检测到体内有相关蛋白和出现高血压,即可分别在分子和个体水平上说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　,然后可用其建立高血压转基因动物模型。 

(4)在上述转基因大鼠的培育过程中,所用到的主要胚胎工程技术有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)输卵管　(2)高血压相关基因　载体　重组质粒　限制酶切割位点　(3)高血压相关基因已成功表达　(4)体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植

解析(1)对于实验动物大鼠,如果是从活体输卵管中采集的卵母细胞,可以直接与获能的精子在体外受精。如果是从已处死的雌鼠卵巢中采集的卵母细胞,需要在体外经人工培养到减数第二次分裂中期后,才能与获能的精子受精。(2)题图中的高血压相关基因被提取出来,作为目的基因,质粒要作为载体,二者需用同种限制性核酸内切酶切割后才能连接成重组质粒,该过程与质粒上有限制酶切割位点有关,可以由限制性核酸内切酶在相关位点切割将目的基因与载体连接。(3)若在子代大鼠的体内检测出与高血压相关的蛋白质,则从分子水平上说明高血压相关基因已成功表达;若子代大鼠的血压升高,则从个体水平上说明高血压相关基因已成功表达。(4)在转基因动物的培育过程中,需要用到的胚胎工程技术主要有体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植等。