高中生物課時練習10體外受精和早期胚胎培養(yǎng)課件新人教選修310251213

十體外受精和早期胚胎培養(yǎng)(30分鐘100分)一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)1.下列關于卵母細胞采集的敘述,不正確的是 (

)A.有些動物在采集卵母細胞時要用促性腺激素處理B.從輸卵管中取出的卵子,可直接與獲能的精子在體外受精C.對有些動物可以直接從活體卵巢中吸取卵母細胞D.采集的卵母細胞,都可直接與獲能的精子在體外受精【解析】選D。卵子采集的方法有兩種:①先用促性腺激素處理供體,從輸卵管中沖取卵子,可直接與獲能的精子在體外受精;②從已屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞或直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞,通過這種方式獲得的卵母細胞要在體外經(jīng)過人工培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。2.下列關于動物細胞工程和胚胎工程的敘述,正確的是 (

)A.乳腺細胞比乳腺癌細胞更容易進行離體培養(yǎng)B.細胞核移植在同種動物、同種組織的細胞之間進行C.采用胚胎分割技術產生同卵多胚的數(shù)量是有限的D.培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含維生素、激素等多種能源物質【解析】選C。癌細胞比成熟動物細胞更易進行離體培養(yǎng),體外培養(yǎng)的癌細胞對生長因子的需要量顯著低于正常細胞,A錯誤;細胞核移植不一定是在同種動物、同種組織之間進行,如可以將一種生物體細胞的細胞核移植到另一種生物去核的卵母細胞中,B錯誤;胚胎分割技術中,隨著胚胎分割次數(shù)的增多,分割胚的發(fā)育能力明顯降低,該技術獲取同卵多胚的數(shù)量是有限的,C正確;維生素和激素都不能提供能量,D錯誤。3.如圖是利用體外受精技術培育試管動物的大致過程,下列敘述錯誤的是 (

)A.精子需要獲能后才能進行受精作用B.受精必須在專用的受精溶液中完成C.體外培養(yǎng)受精卵時,提供CO2氣體以維持培養(yǎng)液的pHD.進行早期胚胎培養(yǎng)的目的是檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力【解析】選B。精子需要獲能后才能進行受精作用,A正確;一般情況下,受精可在獲能溶液或專用的受精溶液中完成,B錯誤;體外培養(yǎng)受精卵時,提供CO2氣體的目的是維持培養(yǎng)液的pH,C正確;進行早期胚胎培養(yǎng)的目的是檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力,D正確。4.體外受精技術又稱“試管嬰兒技術”。下列說法錯誤的是 (

)A.將收集到的精子放到一定濃度的肝素溶液中培養(yǎng)是為了誘導精子獲能B.受精過程防止多精入卵的生理反應包括透明帶反應和卵細胞膜反應C.進行早期胚胎培養(yǎng)時,培養(yǎng)液中除加入一些必要的營養(yǎng)成分外,還應添加血清等天然成分D.一般將胚胎培養(yǎng)至囊胚或原腸胚時,再進行胚胎移植【解析】選D。將收集到的精子放在一定濃度的肝素溶液中培養(yǎng)是為了誘導精子獲能,精子獲能后才能進行受精作用;受精過程中,透明帶反應和卵細胞膜反應防止了多精入卵;由于動物細胞培養(yǎng)液的成分到目前為止還沒有完全弄清楚,所以應加入血清等天然成分;胚胎移植應在嚢胚階段或桑椹胚階段進行。

【誤區(qū)警示】關于“試管動物”的三個錯誤認識(1)“試管動物”的培育過程并不全在試管中進行,只是受精作用和早期胚胎培養(yǎng)在試管中進行。(2)采集到的精子和卵子不能直接進行受精作用,精子需經(jīng)獲能處理,卵子需培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期。(3)并不是任何時期的早期胚胎均可進行胚胎移植,一般選擇桑椹胚或囊胚進行胚胎移植。二、非選擇題(共5小題,共76分)5.(14分)Rag2基因缺失小鼠不能產生成熟的淋巴細胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療,其技術流程如圖所示(圖中數(shù)字序號表示的是相關過程)。請回答下列有關問題:(1)過程①利用的技術是________,過程②利用的技術是________,過程③中涉及基因工程技術,其中作為受體細胞的是________。

(2)過程③中獲取的目的基因是________,可以根據(jù)該基因的________設計引物,利用PCR技術擴增目的基因片段。按此方法和圖示技術流程,完成Rag2基因缺失小鼠的基因治療涉及的酶有________和耐高溫的DNA聚合酶(Taq酶)等。

(3)圖中造血干細胞中的遺傳物質至少有______個來源。為檢測Rag2基因的表達情況,可提取治療后小鼠骨髓細胞的蛋白質,用__________________進行雜交實驗。

【解析】(1)過程①是將培養(yǎng)的上皮細胞的細胞核移入去核的卵母細胞形成重組細胞,進而得到重組胚胎,因此利用的技術是(體細胞)核移植技術。過程②利用的是早期胚胎培養(yǎng)技術。過程③是借助基因工程技術,將目的基因導入ES細胞,即作為受體細胞的是ES細胞。(2)過程③中獲取的目的基因是正常的Rag2基因。擴增Rag2基因,需根據(jù)一段已知Rag2基因的脫氧核苷酸序列(或堿基對序列或遺傳信息)設計引物。圖示中,獲得單個的上皮細胞需用胰蛋白酶;在將正常的Rag2基因導入ES細胞前需要用到限制性核酸內切酶、DNA連接酶構建基因表達載體;利用PCR技術擴增目的基因片段的過程中離不開耐高溫的DNA聚合酶(Taq酶)等。(3)圖中造血干細胞中的遺傳物質至少有三個來源,分別是Rag2基因缺失小鼠的上皮細胞中的核基因、卵母細胞的細胞質基因和目的基因(正常的Rag2基因)。為檢測Rag2基因的表達情況,可提取治療后小鼠骨髓細胞的蛋白質,用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗。答案:(1)(體細胞)核移植早期胚胎培養(yǎng)ES細胞(2)正常的Rag2基因脫氧核苷酸序列(或堿基對序列或遺傳信息)限制性核酸內切酶、DNA連接酶、胰蛋白酶(3)三抗Rag2蛋白的抗體6.(14分)用醫(yī)學手段培育“三親嬰兒”可以解決遺傳基因帶來的缺陷,其培養(yǎng)過程如圖所示。請據(jù)圖回答有關問題:(1)由于女性的自然周期產生的卵子太少,捐獻者在取卵前需要注射________激素,促使一次有更多的卵泡發(fā)育。重組細胞體外培養(yǎng)所需的氣體主要是O2和CO2,CO2的主要作用是________________。

(2)從受精卵到三親嬰兒的培養(yǎng)還需要_____________和____________等技術。三親嬰兒的培育方式屬于________生殖。

(3)三親嬰兒的培育技術________(填“能”或“不能”)避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代。三親嬰兒的染色體____________(填比例)來自母親提供的細胞核。設計試管嬰兒技術與為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術主要區(qū)別是植入前對胚胎進行________________________。

【解析】(1)對雌性供體注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵,獲得更多的卵細胞。動物細胞培養(yǎng)時培養(yǎng)環(huán)境需要一定氣體環(huán)境,其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(2)三親嬰兒的培育需要核移植、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術。根據(jù)圖示可推測:三親嬰兒是由受精卵發(fā)育而來的個體,培育方式屬于有性生殖。(3)根據(jù)圖示可知卵母細胞的細胞質來自捐獻者,可避免母親的線粒體遺傳基因傳遞給后代。三親嬰兒的染色體1/2來自母親,1/2來自父親;設計試管嬰兒技術在胚胎移植前需要進行遺傳學診斷,而試管嬰兒技術不需要。答案:(1)促性腺維持培養(yǎng)液的pH(2)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植有性(3)能1/2遺傳學診斷(或基因檢測或基因診斷)7.(14分)下圖為培養(yǎng)“轉基因試管?！钡幕具^程示意圖,請據(jù)圖回答下列問題:(1)A過程一般用激素處理供體母牛,使其超數(shù)排卵,此前需用激素對供體母牛和代孕母牛進行________處理。

(2)采集到的精子在進行體外受精前必須進行________處理。

(3)B過程通常用________法將含有抗凝血酶基因的表達載體導入受精卵,這樣培育出來的試管牛進入泌乳期后,即可從其乳汁中分離出來所需的________這一藥用蛋白。

【解析】(1)通常采用孕激素對供體母牛和代孕母牛進行同期發(fā)情處理,這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相同或相似的生存和發(fā)育條件,這也是胚胎移植成功與否的關鍵。(2)采集到的精子必須進行獲能處理。(3)將目的基因注入動物細胞常用顯微注射法,所培育的轉基因牛的乳汁中將表達出該目的基因的產物——抗凝血酶。答案:(1)同期發(fā)情(2)獲能(3)顯微注射抗凝血酶8.(16分)分析圖示,回答下列問題。(1)蛙卵受精后經(jīng)過2～3h,就開始進行卵裂,卵裂時細胞分裂方式為__________,細胞的數(shù)量________,但胚胎總體積_______。

(2)重組細胞A發(fā)育成蝌蚪時要經(jīng)歷哪幾個階段?

________________________。

(3)重組細胞A發(fā)育成為成蛙的過程中是否需要進行胚胎移植?該過程運用的主要技術手段是什么?____________________________________________。

(4)通過圖中實驗,你可得出什么結論?_________________________________。

【解析】(1)細胞分裂方式常見的有三種,即無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂。卵裂的實質是受精卵進行的有絲分裂過程,隨著分裂次數(shù)的增加,細胞數(shù)目增加,但每個細胞的質量、體積都在減小,總體積不變或略有減小。(2)重組細胞A發(fā)育成蝌蚪與哺乳動物一樣要經(jīng)歷卵裂期、桑椹胚期、囊胚期、原腸胚期、組織器官形成期等。(3)重組細胞A發(fā)育到成蛙的過程,都是在水中完成的,因此不需要進行胚胎移植,該過程的技術手段是體細胞核移植技術。(4)從整個實驗過程可以看出,腸上皮細胞細胞核中含有和受精卵細胞核一樣的全套遺傳物質(或基因),卵子的細胞質為腸上皮細胞核基因的表達提供了合適的生理環(huán)境。答案:(1)有絲分裂增加不增加或略有縮小(2)卵裂期、桑椹胚期、囊胚期、原腸胚期、組織器官形成期(3)不需要;體細胞核移植技術(4)腸上皮細胞細胞核中含有和受精卵細胞核一樣的全套遺傳基因;卵子的細胞質為腸上皮細胞的核基因表達提供了合適的生理環(huán)境9.(18分)亞麻酸(ALA)能夠促進卵母細胞體外成熟和囊胚發(fā)育。為了給水牛體外胚胎產業(yè)化生產中合理使用亞麻酸提供理論依據(jù),科研人員研究了不同濃度的亞麻酸對水牛卵母細胞體外成熟、早期胚胎發(fā)育的影響。分析回答:①卵母細胞的收集和體外培養(yǎng):從屠宰場水牛的卵巢中收集并處理卵母細胞,隨機分成5組,分別置于不同濃度亞麻酸的培養(yǎng)液中,在39℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)22～24h。②卵母細胞成熟判斷:在顯微鏡下觀察卵母細胞,判斷其是否成熟,統(tǒng)計結果如表1。③體外受精:在受精溶液中進行體外受精后,用顯微鏡觀察判斷是否完成受精。④早期胚胎培養(yǎng):將受精卵移入胚胎培養(yǎng)液中培養(yǎng)44～48h后檢查分裂情況,每隔48h更換一次培養(yǎng)液,第5～9天觀察囊胚發(fā)育情況,統(tǒng)計結果如表2。表1亞麻酸對水牛卵母細胞體外成熟的影響ALA濃度/(μmol·L-1)卵母細胞數(shù)核成熟卵子數(shù)02291371020113350227166100215137200215135表2亞麻酸對水牛早期胚胎發(fā)育的影響(1)步驟①中,細胞培養(yǎng)箱中加5%CO2

的作用是_______________________。

ALA濃度/(μmol·L-1)培養(yǎng)卵數(shù)分裂數(shù)囊胚數(shù)030917175103251828250292185971003101888420023114568(2)步驟②中,成熟卵母細胞內染色體的行為特征是______________________,步驟③中,判斷是否受精的依據(jù)是在卵細胞膜和透明帶的間隙可否觀察到__________________。

(3)步驟④中,受精卵經(jīng)過卵裂期、__________(時期)發(fā)育成囊胚,培養(yǎng)過程定期更換培養(yǎng)液的目的是________________、__________________。

(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析,亞麻酸溶液為200μmol·L-1

時,對水牛卵母細胞體外成熟和囊胚發(fā)育起__________作用。

(5)本實驗結果表明,_______