课时1 胚胎工程的理论基础

一、刷基础

1.有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述,正确的是(      )

A. $ \mathrm{M}Ⅱ $ 通常在输卵管内完成

B.受精作用完成的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体

C.采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用

D.卵子发生时, $ \mathrm{M}Ⅰ $ 和 $ \mathrm{M}Ⅱ $ 过程是不连续的,但细胞质均等分配

答案:A
解析:

卵子形成的过程中 $ \mathrm{M}Ⅰ $ 和 $ \mathrm{M}Ⅱ $ 是不连续的, $ \mathrm{M}Ⅰ $ 在卵巢中完成, $ \mathrm{M}Ⅱ $ 通常在输卵管内完成, $ \mathrm{A} $ 正确;在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体是卵子受精的标志, $ \mathrm{B} $ 错误;采集到的精子需要进行获能处理,卵子需要发育成熟(减数分裂Ⅱ时期),这样精子和卵子相遇才可发生受精作用, $ \mathrm{C} $ 错误;初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质分裂都是不均等分配, $ \mathrm{D} $ 错误。


2.受精作用是指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程,是胚胎工程的理论基础。下列相关说法正确的是(      )

A.精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂 Ⅰ,形成雌原核

B.精细胞变形成为精子过程中造成营养物质的丢失,不利于提高精子受精的机会

C.精子入卵后形成雄原核,雄、雌原核充分发育后,相向移动,彼此靠近,核膜消失

D.如要使精子获能,可将精子培养在人工配制的含有肝素、 $ {\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+} $ 等有效成分的获能液中

答案:C
解析:

卵子在受精前处于减数分裂Ⅱ时期,精子入卵后激活卵子完成减数分裂Ⅱ,形成雌原核, $ \mathrm{A} $ 错误;精细胞变形成为精子过程中多余的营养物质丢失,有利于减轻精子重量,便于精子的运动,提高精子受精的机会, $ \mathrm{B} $ 错误;精子入卵后形成雄原核,卵子完成减数第二次分裂形成雌原核,两者充分发育后相向移动,彼此靠近,核膜消失, $ \mathrm{C} $ 正确;精子获能液的常见有效成分应为钙离子载体、肝素等,而非 $ {\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+} $ , $ \mathrm{D} $ 错误。


3.如图表示某哺乳动物胚胎的早期发育过程, $ \mathrm{a}~\mathrm{c} $ 表示相关过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示相关时期。下列相关叙述正确的是(      )

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A.过程 $ \mathrm{a} $ 表示卵裂,该时期细胞数量和体积不断增加

B.过程 $ \mathrm{b} $ 细胞逐渐分化,Ⅱ分为内胚层、中胚层和外胚层

C.过程 $ \mathrm{c} $ 表示孵化,孵化后发育形成的Ⅲ时期表示原肠胚期

D.早期胚胎发育过程中的滋养层细胞会发育成胎儿的各种组织

答案:C
解析:

过程 $ \mathrm{a} $ 表示卵裂,该时期细胞数目不断增加,但胚胎总体积并不增加,细胞体积变小, $ \mathrm{A} $ 错误;过程 $ \mathrm{b} $ 细胞逐渐分化,Ⅱ时期表示囊胚期,没有形成内胚层、中胚层和外胚层, $ \mathrm{B} $ 错误;据图可知,过程 $ \mathrm{c} $ 透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,表示孵化,孵化后发育形成的Ⅲ时期表示原肠胚期, $ \mathrm{C} $ 正确;早期胚胎发育过程中滋养层细胞会发育成胎膜和胎盘的一部分,内细胞团发育成胎儿的各种组织, $ \mathrm{D} $ 错误。


4.如图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是(      )

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A.图中①过程表示胚胎发育,②过程表示胚后发育

B.早期胚胎发育从原肠胚阶段开始出现细胞分化,且不可逆

C. $ \mathrm{b} $ 过程中细胞的相对表面积逐渐增大

D.孵化后的囊胚已经出现细胞分化,其中内细胞团细胞常用于性别鉴定

答案:C
解析:

胚胎发育是指从受精卵到幼体,胚后发育是指从幼体到成体,因此图中①过程属于胚胎早期发育,②过程不只是胚后发育, $ \mathrm{A} $ 错误;早期胚胎的发育在原肠胚阶段之前已经出现细胞分化,且不可逆, $ \mathrm{B} $ 错误; $ \mathrm{b} $ 过程中胚胎体积并不增加,而细胞数目不断增多,因此细胞体积变小,细胞的相对表面积逐渐增大, $ \mathrm{C} $ 正确;孵化后的囊胚已经出现细胞分化,其中滋养层细胞常用于性别鉴定, $ \mathrm{D} $ 错误。


5.如图为哺乳动物受精过程示意图,据图分析,下列说法错误的是(      )

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A.甲过程中精子释放多种酶,溶解卵细胞膜外的一些结构

B.图中①是透明带,精子接触透明带后会引起透明带反应

C.②是卵细胞膜,卵细胞膜反应可以防止多精入卵

D.⑤是雄原核,⑦是雌原核,充分发育后,其核膜会消失

答案:B
解析:

甲过程中获能后的精子与卵子相遇时,精子会释放多种酶,溶解卵细胞膜外的一些结构, $ \mathrm{A} $ 正确;图甲中①表示透明带,精子的细胞膜与卵细胞膜融合,卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带, $ \mathrm{B} $ 错误;②是卵细胞膜,精子入卵后,卵细胞膜会发生反应,拒绝其他精子进入卵内, $ \mathrm{C} $ 正确;⑤是雄原核,⑦是雌原核,雌、雄原核充分发育后,相向移动,彼此靠近,核膜消失, $ \mathrm{D} $ 正确。


二、刷提升

1.下图为受精作用及胚胎发育示意图,其中 $ \mathrm{a} $ 、 $ \mathrm{b} $ 代表两个发育时期,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是(      )

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A.②过程中细胞没有分化,没有发生基因的选择性表达

B.②③④过程均通过有丝分裂增殖,且都在透明带内进行

C. $ \mathrm{a} $ 表示桑葚胚,和受精卵相比,此时细胞的核质比变小

D.一般情况下,胚胎发育到③过程开始发生分化

答案:D
解析:

②过程中细胞发生有丝分裂,该过程中的基因仍然发生了选择性表达, $ \mathrm{A} $ 错误;②③过程发生在透明带内,细胞通过有丝分裂增殖,但是④过程原肠胚的形成发生在透明带破裂后, $ \mathrm{B} $ 错误; $ \mathrm{a} $ 表示桑葚胚,形成桑葚胚的过程中细胞不断分裂,细胞体积变小,而细胞核大小基本不变,所以和受精卵相比,此时细胞的核质比变大, $ \mathrm{C} $ 错误;一般情况下,胚胎发育到③过程开始发生分化,囊胚期出现内细胞团和滋养层细胞的分化, $ \mathrm{D} $ 正确。


2.嵌合体是指由两种或两种以上不同核型的细胞系组成的个体,包括同源嵌合体和异源嵌合体两类。如图表示构建嵌合体小鼠的实验,下列叙述错误的是(      )

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A.卵裂期细胞数目不断增加,但胚胎总体积并不增加

B.胚胎在囊胚阶段继续分化,其中的滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘的一部分

C.嵌合体幼鼠的一个细胞中同时有白鼠和黑鼠的基因

D.囊胚中分离的胚胎干细胞具有分化成各种细胞并进一步形成组织、器官甚至个体的潜能, $ \mathrm{i}\mathrm{P}\mathrm{S} $ 细胞是与之相类似的一种细胞

答案:C
解析:

卵裂期细胞数目不断增加,但胚胎总体积并不增加, $ \mathrm{A} $ 正确;胚胎在囊胚阶段继续分化,其中的滋养层细胞发育成胎膜和胎盘的一部分,内细胞团发育成胎儿的各种组织, $ \mathrm{B} $ 正确;由题意及题图可知,嵌合体幼鼠是由两种类型的细胞(细胞没有融合)发育而来的,故一个细胞中只有白鼠或黑鼠的基因, $ \mathrm{C} $ 错误;囊胚中分离的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官甚至个体的潜能, $ \mathrm{i}\mathrm{P}\mathrm{S} $ 细胞是诱导多能干细胞,是类似胚胎干细胞的一种细胞, $ \mathrm{D} $ 正确。


3.我国科研人员利用小鼠获得了单倍体胚胎干细胞,流程如图所示。目前构建成功的单倍体胚胎干细胞的细胞核内包含的性染色体全部都是 $ \mathrm{X} $ 染色体,而无包含 $ \mathrm{Y} $ 染色体的细胞。已知小鼠 $ \mathrm{Y} $ 染色体比 $ \mathrm{X} $ 染色体短小,下列叙述错误的是(      )

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A.精子入卵后,透明带迅速发生生理反应拒绝其他精子进入透明带

B.为得到只含精子染色体的胚胎干细胞,需在核融合前剔除卵子的雌原核

C.单倍体胚胎干细胞可来自小鼠囊胚期的内细胞团细胞

D. $ \mathrm{Y} $ 染色体比 $ \mathrm{X} $ 染色体短小,可能缺少支持单倍体胚胎干细胞存活的基因

答案:A
解析:

精子入卵后,卵细胞膜迅速发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内, $ \mathrm{A} $ 错误;为得到只含精子染色体的胚胎干细胞,需在核融合前剔除卵子的雌原核, $ \mathrm{B} $ 正确;胚胎干细胞可发育为各种组织或器官,故单倍体胚胎干细胞可来自小鼠囊胚期的内细胞团细胞, $ \mathrm{C} $ 正确;由题意可知,目前构建成功的单倍体胚胎干细胞无包含 $ \mathrm{Y} $ 染色体的细胞,且 $ \mathrm{Y} $ 染色体比 $ \mathrm{X} $ 染色体短小,所以推测 $ \mathrm{Y} $ 染色体上的基因相对较少,可能缺少支持单倍体胚胎干细胞存活的基因, $ \mathrm{D} $ 正确。


4.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”小姐弟的形成过程如图所示,染色体全部来自父系的“合子”致死。下列相关叙述错误的是(      )

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A.“半同卵双胞胎”的产生与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关

B.这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的染色体不同

C.图中卵子已发育到减数分裂Ⅱ

D.细胞 $ \mathrm{a} $ 的染色体组成为 $ {\mathrm{M}\mathrm{P}}_{1} $ ,细胞 $ \mathrm{c} $ 的染色体组成为 $ {\mathrm{P}}_{1}{\mathrm{P}}_{1} $ 或 $ \mathrm{M}\mathrm{M} $

答案:D
解析:

“半同卵双胞胎”的产生是两个精子与一个卵细胞受精引起的,与透明带反应和卵细胞膜反应异常有关, $ \mathrm{A} $ 正确;来自母系的染色体为 $ \mathrm{M} $ ,来自父系的染色体为 $ {\mathrm{P}}_{1} $ 、 $ {\mathrm{P}}_{2} $ ,经过融合并分裂后,染色体进行组合,细胞 $ \mathrm{a} $ 的染色体组成为 $ {\mathrm{M}\mathrm{P}}_{1} $ ,细胞 $ \mathrm{c} $ 的染色体均来自父亲,其染色体组成为 $ {\mathrm{P}}_{1}{\mathrm{P}}_{2} $ ,则细胞 $ \mathrm{b} $ 的染色体组成为 $ {\mathrm{M}\mathrm{P}}_{2} $ ,故这对小姐弟来源于母亲的染色体相同,来源于父亲的染色体不同, $ \mathrm{B} $ 正确, $ \mathrm{D} $ 错误;卵子发育到减数第二次分裂才具备受精的能力,故图中卵子已发育到减数分裂Ⅱ, $ \mathrm{C} $ 正确。