- 细胞工程
- 共5750题
现有A和B两个肉牛品种,A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质;B品种牛则为B细胞核、B细胞质.
(1)如果要获得一头克隆牛,使其细胞由A细胞核和B细胞质组成,基本步骤是:从A品种牛体内取出体细胞,进行体外培养;然后再从培养细胞中取出______注入B品种牛的______卵母细胞,经过某种刺激和培养后,可形成胚胎,将该胚胎移入代孕母牛的子宫中,通过培育可达到目的.
(2)一般来说,要想大量获得这种克隆牛比较难,原因之一是卵细胞的数量不足,为解决这一问题,可用______激素处理B品种母牛.
(3)克隆牛的产生说明______具有全能性.克隆牛的性状主要表现______品种牛的特征.由A、B两品种牛杂交得到的牛与克隆牛相比,杂交牛细胞核的遗传物质来自______个亲本,细胞质来自______性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成______(相同,不同).
正确答案
解析
解:(1)动物细胞核具有全能性,将A细胞核注入B处于减数第二次分裂中期的卵母细胞.
(2)注射促性腺激素促使母牛产生更多的卵母细胞.
(3)克隆动物利用的是动物细胞的细胞核全能性,得到的新个体的性状主要有细胞核决定,与供核母牛的性状基本一致,杂交牛是精子和卵细胞的融合受精得到受精卵,细胞核来自两个亲本,不过由于精子含有很少的细胞质,受精卵的细胞质主要来自卵细胞,所以杂交牛和克隆牛的遗传物质是不同的.
故答案为:
(1)细胞核 去核
(2)促性腺
(3)动物体细胞核 A 两 雌 不同
设计试管婴儿所引发的主要问题是( )
正确答案
解析
解:有人认为:抛弃或杀死配型不合适的胚胎无异于“谋杀”.可见,设计试管婴儿所引发的主要问题是不适合的胚胎的处理问题.
故选:A.
下列说法符合胚胎移植生理学基础的是( )
正确答案
解析
解:A、供、受体的发情时间要一致,才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,A正确;
B、供体胚胎移入受体子宫的位置,应与在供体内的位置相同或相似,但这不是胚胎移植的生理学基础,B错误;
C、受体子宫与外来胚胎不发生排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能,C错误;
D、胚胎移植产下的个体在质基因控制的性状上与供体母亲相似,D错误.
故选:A.
控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义.目前,分离精子技术是有效的性别控制方法.例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图所示).根据以上信息回答下列相关问题:
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经______产生后代的技术.
(2)图中过程①通常采用体外受精技术.在这个过程中______的精子与卵子相遇时,首先发生______反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质.
(3)胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对受体进行______处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生______反应,这为胚胎在受体内的存活提借了可能.
(4)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴别,请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)______.
(5)人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物,在基因工程操作的基本程序中,基因工程的核心是______,科学家利用基因工程技术,使转基因动物本身变成“批量生产药物的工厂”.如建立的生产生长激素的乳房生物反应器,即:科学家将生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,通过______等方法,导入哺乳动物的受精卵中,然后,将受精卵送入母体内,使其生长发育成转基因动物.转基因动物进入泌乳期后,可以通过分泌乳汗来生产所需要的药物.
正确答案
解析
解:(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再进行胚胎移植产生后代的技术.
(2)图中过程①通常采用体外受精技术.获能的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应释放顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质.
(3)胚胎移植要进行同期发情处理,使供、受体的子宫所处的生理环境一致;受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能.
(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定,可用DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)或分析胚胎细胞的染色体组型.
(5)在基因工程操作的基本程序中,基因工程的核心是基因表达载体的构建.科学家将生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,通过显微注射等方法,导入哺乳动物的受精卵中.
故答案为:
(1)胚胎移植
(2)获能 顶体
(3)同期发情 免疫排斥
(4)分析胚胎细胞的染色体组型或DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)
(5)基因表达载体的构建 显微注射
人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取.但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重.如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能.其大致过程如下:
Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成奶牛受精卵;
Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵;
Ⅲ.电脉冲刺激受体细胞,促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛.
请回答下列问题:
(1)一般情况下,良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法:______.
(2)步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行______处理,处理方法有化学诱导法和培养法,培养法是将精子放入______中处理.受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的生理反应包括透明带反应和______.
(3)步骤Ⅳ中,应选择性别为______的奶牛胚胎进行移植.
(4)若需迅速得到大量转基因奶牛,现有两种处理方法:
方法A:在步骤Ⅳ中将早期胚胎分割成若干个小的胚胎,让其分别发育成一头小牛.进行上述操作时,应选择发育至桑椹胚或______阶段的胚胎进行操作,分割时必须注意要将早期胚胎中的______均等分割.
方法B:在步骤Ⅳ中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通奶牛的______细胞中,使其重组并发育成新胚胎.为获得大量可供移植的胚胎细胞核,可将早期胚胎细胞分离出来,在添加了抑制因子的培养液中,将其培养成能够增殖而不发生分化的胚胎干细胞,再从该细胞中提取所需的细胞核.
正确答案
解析
解:(1)由于牛属于大型家畜,卵母细胞的采集方法有:一是从屠宰场废弃的卵巢中采集(或从活体卵巢中采集)、培养;二是用促性腺激素处理良种母牛,使其超数排卵;
(2)体外受精前,对精子要进行获能处理,处理方法有化学诱导法和培养法,培养法是将精子放入获能液中处理;防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵黄膜封闭作用.
(3)血清白蛋白要从乳汁中提取,只有雌性奶牛才能产生乳汁,因此胚胎移植时,必须选取雌性奶牛的胚胎进行移植.
(4)若需迅速得到大量转基因奶牛,现有两种处理方法:
方法A:胚胎分割,一般选择发育至桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行操作,对囊胚进行分割时必须注意要将早期胚胎中的内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育.
方法B:核移植,在步骤Ⅳ中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通奶牛的去核卵母细胞中,使其重组并发育成新胚胎.为获得大量可供移植的胚胎细胞核,可将早期胚胎细胞分离出来,在添加了抑制因子的培养液中,将其培养成能够增殖而不发生分化的胚胎干细胞,再从该细胞中提取所需的细胞核.
故答案为:
(1)使用促性腺激素使之超数排卵
(2)获能 获能液 卵细胞膜反应
(3)雌性
(4)囊胚 内细胞团 去核卵母
与培育“试管动物”相关的生物工程技术有( )
正确答案
解析
解:ACD、“试管动物”的培育主要采用了体外受精、早期胚胎培养(动物细胞培养)和胚胎移植等技术,属于有性生殖,ACD正确;
B、基因重组不是生物工程技术,B错误.
故选:ACD.
据图回答下列问题:
(1)对供体母牛、受体母牛进行的①处理是______.
(2)在哺乳动物的受精过程中,防止多个精子入卵受精的过程有______.
(3)在输卵管内,次级卵母细胞的减数第二次分裂是在______过程中完成的.判断卵子是否受精的重要标志是______.
(4)冲卵之后要进行______,此时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段.
(5)在胚胎工程中运用______ 和______等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代.
(6)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产,要对精子进行筛选,保留含性染色体为______的精子.
正确答案
解析
解:(1)图中①表示对供体母牛、受体母牛进行同期发情处理.
(2)防止多精入卵的两道屏障为透明带反应和卵黄膜封闭作用.
(3)在输卵管内,次级卵母细胞的减数第二次分裂是在受精过程中完成的.判断卵子是否受精的重要标志是在卵黄膜和透明带的间隙里可以观察到两个极体.
(4)冲卵之后要进行质量检查,此时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段.
(5)转基因、核移植或体外受精等任何一项胚胎工程技术所获得的胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,因此胚胎移植技术是胚胎工程的最后一道“工序”.
(6)只有雌性奶牛才能产奶,因此要对精子进行筛选,保留含X染色体的精子.
故答案为:
(1)同期发情
(2)透明带反应和卵黄膜封闭作用
(3)精子和卵细胞结合或受精 在卵黄膜和透明带的间隙里可以观察到两个极体
(4)质量检查
(5)核移植 体外受精
(6)X
下列各项中,不能为胚胎在受体内存活提供可能的是( )
正确答案
解析
解:A、同种动物的供受体生殖器官生理变化相同或相似,这为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境,也能为胚胎在受体内存活提供可能,A错误;
B、早期胚胎在在母体子宫内处于游离状态,这为胚胎的收集提供了可能,但不能为胚胎在受体内存活提供可能,B错误;
C、供体胚胎与受体子宫建立正常生理和组织联系,这为胚胎在受体的存活提供了可能,C正确;
D、受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能,D正确.
故选:B.
胚胎工程的优点不包括下列哪项( )
正确答案
解析
解:A、胚胎分割提高了家畜的胚胎利用率,这是胚胎工程的优点,A正确;
B、胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,这胚胎工程的优点,B正确;
C、人工授精对精子进行选择可以避免某些遗传突变的发生,这是胚胎工程的优点,C正确;
D、胚胎移植不能导致基因突变,且基因突变是不定向的.D错误.
故选:D.
牛胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答下面的问题.
(1)图中a、b、c过程分别是指______、______、______.
(2)供体母牛的主要职能是______;受体母牛必须具备______.
(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是______;处理的时期是______;理由是______.
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞.这类细胞的形态特征有______.
(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些?______.
正确答案
解析
解:(1)由以上分析可知,图中a表示超数排卵,b表示冲卵,c表示胚胎移植.
(2)胚胎移植过程中,需对供、受体进行选择和处理.选择遗传特性和生产性能优秀的供体,其中供体母牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎;选择有健康的体质和正常繁殖能力的受体.
(3)同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此为了提高牛胚胎的利用率,常采取的技术是胚胎分割移植;进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,因为此时还未发生细胞分化.
(4)胚胎干细胞在形态上,具有体积较小,细胞核大,核仁明显的特点.
(5)胚胎移植技术在生产实践中的主要意义是加快优良种畜的繁殖速度,迅速推广新品种.
故答案为:
(1)超数排卵 冲卵 胚胎移植
(2)产生具有优良遗传特性的胚胎 健康的体质和健康的繁殖能力
(3)胚胎分割移植 桑椹胚或囊胚期 此时还未出现细胞分化
(4)体积小、细胞核大、核仁明显
(5)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度,迅速推广新品种
下列有关叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、移入受体的胚胎的遗传特性,在孕育过程中不受受体的影响,故A正确;
B、基因突变是不定向的,故B错误;
C、精子需要经过获能处理才能受精,所以体外采集的精子需放入培养液中培养以达到获能状态,故C正确;
D、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术,故D正确.
故选:B.
选修3:部分哺乳动物的繁殖能力相对比较低,要提高繁殖能力,可利用胚胎工程.请回答以下问题:
(1)利用胚胎移植快速繁殖一些大型优良雌性哺乳动物的步骤包括:
①对供、受体的选择和处理.对供体的处理方法是______,该处理能使供体进行超数排卵.
②配种或人工授精.如受精作用在体外进行,则精子必须进行获能处理,通常采用的方法是______和______.获能后的精子与卵子相互识别后,首先发生______反应,使顶体内的酶释放出来.为防止多精子入卵受精的两道屏障依次是______.
③对胚胎的收集、检查、培养或保存.对胚胎进行培养时,所用的培养基为______(填“固体”或“液体”)培养基,其中有一种天然成分,即______,为了保证被培养的胚胎处于无菌无毒的环境,要在培养基中添加______,并进行灭菌处理.胚胎保存的方法是在______.
④对胚胎进行移植,以及移植后的检查等步骤.
(2)在培养试管动物和克隆动物时,都需要把卵母细胞培养到______,所不同的是在培养克隆动物时要对卵母细胞进行______处理.
正确答案
解析
解:(1)①胚胎移植时,对供体注射促性腺激素可促使其进行超数排卵.
②精子进行获能处理通常采用的方法是培养法和化学诱导法.获能后的精子与卵子相互识别后,首先发生顶体反应,使顶体内的酶释放出来.防止多精入卵受精的两道屏障依次是顶体透明带反应和卵细胞膜反应.
③对胚胎进行培养时,所用的培养基为液体培养基;培养基中除了必要的营养成分,还需要加入有一种天然成分,即动物血清或血浆;为了保证被培养的胚胎处于无菌无毒的环境,要在培养基中添加抗生素,并进行灭菌处理.胚胎保存的方法是在冷冻保存或者-196℃的液氮中保存.
(2)在培养试管动物和克隆动物时,都需要把卵母细胞培养到减数第二次分裂中期,所不同的是在培养克隆动物时要对卵母细胞进行去核处理.
故答案为:
(1)①注射促性腺激素 ②培养法 化学诱导法 顶体 透明带反应和卵细胞膜反应
③液体 动物血清或血浆 抗生素 冷冻保存或者-196℃的液氮中保存
(2)减数第二次分裂中期 去核
胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用.如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程.
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”,试管牛的培育需经过体外受精、______以及在母体中发育和产出等过程.
(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______.使卵母细胞获得受精能力.
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细抱,常使用的激素是______.
(4)如果对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将______.
(5)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,需将目的基因导入牛受精卵最常用的导入方法是______,获得转基因母牛后,如果检测出即说明目的基因己经表达.
正确答案
解析
解:(1)由图可知,试管牛的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体中发育和产出等过程.
(2)体外受精时,需要对精子进行获能处理,另外培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期才获得受精能力.
(3)要获得更多的卵母细胞,可对良种母牛注射促性腺激素,以促使其超数排卵.
(4)对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育.
(5)显微注射法是将目的基因导入动物细胞最有效的方法.
故答案为:
(1)早期胚胎培养 胚胎移植
(2)获能 减数第二次分裂的中期
(3)促性腺激素
(4)内细胞团均等分割
(5)显微注射法
2010年诺贝尔生理学或医学奖授给有“试管婴儿之父”之称的英国生理学家罗伯特•爱德华兹.他因创立体外受精技术而获得这一奖项.试管婴儿技术是从卵巢中取出几个卵子让它与精子在体外结合,形成胚胎,然后将胚胎转移到子宫内,使之在妈妈的子宫中着床妊娠.从此解决了人类中由于种种原因不孕不育的难题.其可涉及到生物的生殖、胚胎工程、生物技术的安全性与伦理等内容.
(1)“试管婴儿”与“设计试管婴儿”相比,其没有用到下列哪项技术______
A.体外受精技术 B.动物细胞培养技术 C.胚胎移植技术 D.植入前遗传学诊断技术
(2)1987年诞生了世界第一例“试管婴儿”.为了证明高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性,1997年“多利”问世.下列有关试管婴儿与动物克隆的相关叙述正确的是______
①前者属于有性生殖,后者属于无性生殖
②都属于无性生殖
③试管婴儿的遗传物质来自父母双方,而“多利”的遗传物质来自供核的一方
④目前试管婴儿这项技术已经被绝大多数人接受,但克隆人却是不可接受的
A.②③④B.①③④C.①③D.①④
(3)在试管婴儿培育过程中,体外受精形成的受精卵通常还需在合成培养基中培育一段时间,直到正常发育到囊胚期时才进行胚胎移植,在胚胎的早期培养过程中,培养基中加入适量的动物血清的目的是______.培育的“试管婴儿”可以使用“代孕”母亲.其原因是______.
(4)试管婴儿技术的日益成熟为胚胎工程和治疗性克隆技术的发展起到的积极的推动作用.胚胎工程的理论基础是______,胚胎工程的主要技术有______(写出两种).
正确答案
解析
解:(1)试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术.设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择符合要求的胚胎,再经移植后产生后代的技术.因此“试管婴儿”与“设计试管婴儿”相比,其没有用到植入前遗传学诊断技术.
(2)①②试管婴儿属于有性生殖,克隆动物属于无性生殖,①正确,②错误;
③试管婴儿是体外受精后形成的,因此其遗传物质来自父母双方;“多利”是核移植后形成的,其细胞核遗传物质来自供核的一方,其细胞质遗传物质来自供质一方,③错误;
④目前试管婴儿这项技术已经被绝大多数人接受,但克隆人却是不可接受的,④正确.
故选:D.
(3)在胚胎的早期培养过程中,培养基中需加入适量的动物血清,其目的是补充合成培养基中缺乏的物质.由于受体对移入子宫的外来的同种生物的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,且供体胚胎可与同种生物的子宫建立正常的生理和组织关系,因此培育的“试管婴儿”可以使用“代孕”母亲.
(4)胚胎工程的理论基础是胚胎发育学(体内受精和胚胎发育的研究);胚胎工程的主要技术有体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术.
故答案为:
(1)D
(2)D
(3)补充合成培养基中缺乏的物质 受体对外移入子宫的外来的同种生物的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,供体胚胎可与同种生物的子宫建立正常的生理和组织关系
(4)胚胎发育学(体内受精和胚胎发育的研究) 体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术
下面对牛的胚胎移植过程中的描述,不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎移植时,需对供体和受体使用激素进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境,A正确;
B、胚胎移植时,可使用促性腺激素对供体进行超数排卵处理,B正确;
C、冲卵是指从供体母牛子宫中冲洗出胚胎,C正确;
D、通过胚胎检查,发育到桑椹胚或囊胚才可移植,D错误.
故选:D.
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