- 细胞工程
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根据培育优良种牛的过程图解(其中①~⑤表示操作过程)回答下列问题:
(1)图中①过程如果是在体外进行,则必须对精子用一定浓度化学药物进行______处理;所用的化学药品是______.
(2)图中a、b分别代表囊胚的______;而为了提高胚胎的利用率进行胚胎分割时要平均分割的是______(填写图中字母).
(3)图中③过程常用的方法是______.
(4)图中将良种奶牛进行激素处理的目的是______;而对进行④过程的母牛进行激素处理的目的是______.
(5)如果选择含X的精子进行人工授精,完成①③和④过程,生产B、C牛的目的是______.
正确答案
解析
解:(1)图中①为受精过程,如该过程在体外进行,则必须对精子用一定浓度化学药物(肝素或钙离子载体A23187)进行获能处理.
(2)图中a为滋养层、b为囊胚腔;对囊胚期的胚胎进行胚胎分割时,应将c内细胞团进行均等分割.
(3)图中③是将目的基因导入动物的受精卵,常用显微注射法.
(4)图中对良种奶牛进行激素(促性腺激素)处理的目的是超数排卵;对受体母牛进行激素处理的目的是同期发情,保证胚胎移植入一个相同的生理环境.
(5)因此只有雌性奶牛才产奶,因此需选择含X的精子进行人工授精,完成①③和④过程,生产雌性牛.
故答案为:
(1)获能 肝素或钙离子载体A23187
(2)滋养层、囊胚腔 c
(3)显微注射法
(4)超数排卵 同期发情
(5)产雌性牛生产牛奶
保证胚胎在移植前后所处的生理环境一致的方法是( )
正确答案
解析
解:用孕激素同时处理供体和受体,使供体和受体处于相同的发情状态,保证胚胎在移植前后所处的生理环境一致.用促性腺激素可促使母畜超数排卵.
故选:B
胚胎工程运用的理论和技术有( )
正确答案
解析
解:A、细胞核移植属于细胞工程技术,A错误;
B、胚胎移植属于胚胎工程技术,B正确;
C、体外受精属于胚胎工程技术,C正确;
D、胚胎发育学属于胚胎工程的理论,D正确.
故选:BCD.
如图为培育“转基因试管牛”的基本过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)A过程一般用______激素处理供体母牛,使其超数排卵,此前需用激素对供体母牛和代孕母牛进行______处理.
(2)采集到的精子在进行体外受精前必须进行______处理,采集的卵母细胞也需要培养至______期才能受精.
(3)B过程通常用______法将含有抗凝血酶基因的表达载体导入受精卵,这样培育出来的试管牛进入泌乳期后,即可从其乳汁中分离山所需的______这一药用蛋白.
(4)为了解试管牛的携氧能力,抽取了试管牛的少量血液,分离出红细胞中的血红蛋白溶液,先用透析法去除其中的______杂质,再用______法对样品进一步分离纯化,在该分离过程中,相对分子质量较______ (大/小)的蛋白质分子先从层析柱中洗脱出来.
正确答案
解析
解:(1)通常用促性腺激素处理供体母牛,使其超数排卵.在此前之前,需要用孕激素对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存和发育条件,这也是胚胎移植成功与否的关键.
(2)采集到的精子必须进行获能处理;采集到的卵母细胞需要培养至减数第二次分裂中期才发育成熟.
(3)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法,所培育的转基因牛的乳汁中可分离出该目的基因的产物--抗凝血酶.
(4)纯化血红蛋白时,先用透析法除去其中的小分子杂质,再用凝胶色谱法对样品进一步分离纯化.由于相对分子质量较大的蛋白质分子直接从凝胶颗粒的间隙中透过,行程较短,因此先从层析柱中洗脱出来.
故答案为:
(1)促性腺 同期发情
(2)获能 减数第二次分裂中
(3)显微注射 抗凝血酶
(4)小分子 凝胶色谱 大
胚胎分割和胚胎移植是一种快速繁殖良种畜的方法.下列叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若胚胎处于卵裂期可以采用酶解法或机械法,若囊胚则只能运用机械法分割,且要求等份分割,A正确;
B、分割的细胞必须在体外培养到桑椹胚或囊胚阶段再移植到受体内,而分割的胚胎可直接移植到受体子宫内,B错误;
C、胚胎移植中,供体需是良种动物,而受体只需要健康和具有正常繁殖能力即可,C错误;
D、胚胎移植中,供体雄性个体和供体雌性个体相当于双亲中的父本和母本,D错误.
故选:A.
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)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是让它发育到减数第二次分裂的______期;从良种公牛采集的精子需______后才能进行受精作用.
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供______气体以维持______.
(3)图中过程A称为______,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______.
正确答案
解析
解:(1)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是让它发育到减数第二次分裂的中期;从良种公牛采集的精子需获能后才能进行受精作用.
(2)动物细胞培养时,需要一定的气体环境,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持培养液(基)的pH.
(3)图中A为胚胎移植过程,该技术充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力(提高优良母畜的繁殖率).将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法.
故答案为:
(1)中 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 显微注射法
克隆羊的成功轰动世界,它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础,又解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题.如图为人类对克隆羊技术的拓展和应用,请据图回答:
(1)图中所涉及的现代生物技术有______和______等.
(2)图中两个克隆动物长大后,各方面特征与原型动物相同,这说明______具有全能性
(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入______等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的______.
(4)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中,一般用______处理内细胞团,使之分散成单个细胞.
正确答案
解析
解:(1)利用核移植技术制备重组细胞,培养重组细胞得到早期胚胎,将胚胎移植到母体子宫内利用的是胚胎移植技术.
(2)图中两个胚胎均能正常发育成个体,说明动物体细胞核具有全能性.
(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入血清等天然成分.动物细胞培养条件:①无菌、无毒的环境;②营养物质;③温度和PH;④气体环境.
(4)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中,必须用胰蛋白酶处理内细胞团,使之分散成单个细胞.
故答案为:
(1)细胞核移植 胚胎移植(细胞培养)
(2)动物细胞核
(3)血清 温度和pH
(4)胰蛋白酶
第三代试管婴儿技术也称胚胎植入前遗传学诊断,指在胚胎移植前,取胚胎细胞的遗传物质进行分析,筛选出健康胚胎进行移植的方法.下列有关说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎植入前遗传学诊断过程不需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞,因为此时羊水中不含有胚胎细胞,故A错误;
B、体外受精后,胚胎必须在体外培养到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植,故B正确;
C、胚胎移植的受体只要能够为胚胎的正常发育提供条件,没有必要一定是胚胎的遗传学母亲,故C正确;
D、第三代试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子,故D正确.
故选:A.
下列关于胚胎工程的叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、试管动物的培育只有采用了体外受精和胚胎移植技术,属于有性生殖,A错误;
B、胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移,B正确;
C、动物细胞融合技术可以培育杂交新品种,C正确;
D、胚胎分割技术应选择发育良好的桑椹胚和囊胚,D正确.
故选:A.
科学家通过转基因技术获得了含人生长激素基因的奶牛,若要加速转基因奶牛的繁育,可以对此奶牛进行克隆(如图所示),请据图回答:
(1)在进行细胞培养时,常使用______处理取自转基因奶牛的组织,以分散成单个细胞.
(2)在克隆繁殖过程中,选取卵母细胞的主要原因是,其细胞质具有______的功能.
(3)获得重组细胞后,通常将其培养发育到______时期再进行移植.
(4)为快速繁殖此转基因奶牛,可将培养获得的重组胚胎进行______处理.
正确答案
解析
解:(1)动物细胞培养时,常用胰蛋白酶处动物组织,以分散成单个细胞.
(2)在克隆繁殖过程中,选取卵母细胞的主要原因是其细胞质具有调控细胞核发育的功能.
(3)一般选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行胚胎移植.
(4)为快速繁殖此转基因奶牛,可将培养获得的重组胚胎进行胚胎分割处理.
故答案为:
(1)胰蛋白酶
(2)调控细胞核发育
(3)早期囊胚(桑椹胚)
(4)胚胎分割
胚胎移植的基本程序如下图(以胚胎移植为例),请据图回答:
(1)对供体母牛、供体公牛的要求是______.受体母牛必须和供体牛______.
(2)同期发情处理的方法是______,它可以促进______的分泌和______的生成.
(3)一次给受体移入多胚胎,产生的多个后代,其基因型都相同吗?______ 原因______.
正确答案
解析
解:(1)胚胎移植过程中,需对供、受体进行选择和处理.对供体母牛、供体公牛的要求是具优良遗传性状的同种牛;受体母牛必须和供体牛是同一物种.
(2)同期发情处理的方法是注射促性腺激素,它可以促进性激素的分泌和卵子的生成.
(3)若一次给母牛植入多个胚胎,产生的后代基因型不一定相同,因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来,基因型不同,也可能是分割胚胎,基因型相同.
故答案为:
(1)具优良遗传性状的同种牛 是同一物种
(2)注射促性腺激素 性激素 卵子
(3)不一定相同 因为这些胚胎都是由不同的受精卵发育而来的,它们的基因型可能相同,也可能不同
随着我国奶牛养殖业的蓬勃发展,胚胎工程的应用日益广泛.胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作.回答下列相关问题:
(1)在胚胎移植的基本程序中,首先要对供、受体母牛进行选择,供体牛要选择______性能和______性能优秀的个体,受体牛要选择有健康的体质和正常______能力的个体.
(2)对供、受体母牛用激素进行______处理,而后还要对供体母牛注射促性腺激素,做______处理.
(3)胚胎移植应在胚胎发育到______阶段进行,被移植的胚胎之所以能够在受体母牛的子宫内存活,是因为受体母牛的子宫对外来胚胎基本上不发生______.
(4)若要获得同卵双胎或多胎的个体,则应采用______技术和______技术,后者也是胚胎工程的最后一道“工序”.
(5)受体母牛产下犊牛,犊牛的遗传物质来源于供体母牛的比例应______(填“大于”、“小于”、“等于”).
正确答案
解析
解:(1)在胚胎移植的基本程序中,首先要对供、受体母牛进行选择,供体牛要选择遗传性能和生产性能优秀的个体,受体牛要选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体.
(2)对供、受体母牛用激素进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同的生理环境;而后还要对供体母牛注射促性腺激素,做超数排卵处理.
(3)胚胎移植应在胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段进行;被移植的胚胎之所以能够在受体母牛的子宫内存活,是因为受体母牛的子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应.
(4)来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此要获得同卵双胎或多胎的个体,则应采用胚胎分割技术和胚胎移植技术,后者也是胚胎工程的最后一道“工序”.
(5)受体母牛产下犊牛,犊牛的细胞核遗传物质一半来自供体公牛、一半来自供体母牛,而细胞质遗传物质几乎都来自供体母牛.因此,犊牛的遗传物质来源于供体母牛的比例应大于.
故答案为:
(1)遗传 生产 繁殖
(2)同期发情 超数排卵
(3)桑椹胚或囊胚 免疫排斥反应
(4)胚胎分割 胚胎移植
(5)大于
美英两位科学家因为在胚胎干细胞研究方面的“基因靶向”技术获得 2007 年度诺贝尔生理学或医学奖.“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸( DNA )可与外源性 DNA 同源序列发生同源重组的性质,定向改造生物某一基因的技术.有科研小组通过如图所示的“基因靶向”技术将小鼠棕褐色的毛色基因导入黑色纯种小鼠细胞的 ES 细胞中.请据图回答下列问题:
( 1 ) ES 细胞来自第 3.5 天小鼠囊胚中的______(填字母)细胞,理论上该细胞在功能上具有______.
( 2 )在胚胎移植过程中,供、受体动物选择好后,要用激素进行______的处理,使供、受体的生理状态相同,以保证移植的胚胎能够继续正常发育.
( 3 )该实验得到的带突变基因的嵌合体小鼠体内有______种基因型的体细胞.
( 4 )取患者的淋巴细胞(脐带血细胞)作为______,插入正常的外源基因后,再回输体内,以替代、修复或纠正有缺陷的基因,这种方法称为______;但如果外源基因随机插入,会因位置效应引起紊乱,而______很好地解决了这一问题.
( 5 )与该技术相似,将抗虫基因导入棉花细胞中后可以通过______技术,大量获得抗虫棉.
正确答案
解析
解:(1)囊胚期细胞开始分化,出现滋养层细胞和内细胞团细胞,其中内细胞团细胞(图中A)具有发育的全能性,属于胚胎干细胞.
(2)在胚胎移植过程中,供、受体动物要用促性腺激素进行同期发情处理,使供体与受体出现相同的生理变化,为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境.
(3)该实验将“小鼠棕褐色的毛色基因导入黑色纯种小鼠细胞的ES细胞”,得到嵌合体小鼠体内至少有2种基因型的体细胞,即黑色纯种小鼠细胞、含有棕褐色的毛色基因的体细胞.
(4)基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞(受体细胞)中,以置换或者弥补缺陷基因达到治疗疾病的目的.如果外源基因随机插入,会因位置效应引起紊乱,而“基因靶向”技术能很好地解决了这一问题.
(5)将含有抗虫基因的棉花细胞培育成棉花植株需要采用植物组织培养技术.
故答案为:
(l) A (发育的)全能性
(2)同期发情
(3)2
(4)受体细胞 基因治疗“基因靶向”技术
(5)植物组织培养
图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程,请据图回答:
(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射______.
(2)冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的______冲洗出来.
(3)取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是______.
(4)看到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎______期开始的标志.
(5)体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小鼠.这种方法在动物新品种选育中的显著优点是______.
(6)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有______.
(7)图中标号3为______,它将来可发育为胎膜和胚盘.
(8)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗?______为什么?______.
(9)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中.这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡.请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因______.
正确答案
解析
解:(1)对母牛注射促性腺激素能促进其超数排卵.
(2)冲卵中的“卵”是指胚胎.
(3)精子需要进行获能后才具备受精的能力,因此取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是获能.
(4)看到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,即囊胚腔,这是胚胎囊胚期开始的标志.
(5)由于秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,最终使植物细胞的染色体数目加倍.因此体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管除雄核,再用细胞松弛素B处理,处理后的受精卵其实就是卵细胞染色体数目加倍而来,因此属于纯合子,所以发育成小鼠的显著优点是容易获得纯合子并缩短育种时间.
(6)适宜于牛的胚胎移植的时期有桑椹胚或囊胚,即图中D、E.
(7)图中3为滋养层,将来可发育为胎膜和胎盘.
(8)一次给受体母牛移入多个胚胎,若这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来,则后代的基因型一般不同;若这些胚胎是分割胚胎,则后代的基因型相同.
(9)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达,导致这种受精卵有的却死亡,不能发育成小鼠.
故答案为:
(1)促性腺激素
(2)胚胎
(3)获能
(4)囊胚
(5)容易获得纯合子并缩短育种时间
(6)DE
(7)滋养层
(8)不一定相同,因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来的,它们的基因型可能相同,也可能不同
(9)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
胚胎移植的基本程序如图(以胚胎移植为例),请据图回答:
(1)选择供体母牛、供体公牛的要求是______.
(2)同期发情处理的方法是注射______.
(3)哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精______
A.精子获能具有差异性
B.精子穿越卵子透明带触及卵黄膜,导致透明带反应
C.精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应
D.精子入卵后,触发卵黄膜封闭作用
(4)受精有关过程有:①第一次卵裂开始,②释放第二极体,③顶体反应,
④穿越透明带,⑤雌、雄原核的形成,⑥核膜消失,雌、雄原核融合.其正确的顺序为______(填序号),受精的标志是______.
(5)一次给受体移入多胚胎,产生的多个后代,其基因型都相同吗?______为什么?______.
正确答案
解析
解:(1)选择供体母牛、供体公牛时,要求供体母牛和公牛一定要是良种,而且是同种.
(2)此过程两次用到促性腺激素:一次是进行同期发情处理;一次是促进超数排卵.
(3)哺乳动物受精过程阻止多精入卵的两道屏障:透明带反应和卵黄膜封闭作用.
(4)受精有关过程有:顶体反应、穿越透明带、释放第二极体、雌、雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合、第一次卵裂开始.在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体标志着受精.
(5)由于移植的胚胎都可能由不同的受精卵或同一个受精卵发育而来,一次给受体移入多胚胎,产生的多个后代,它们的基因型可能相同也可能不同.
故答案为:
(1)具有优良性状的同种牛
(2)促性腺激素
(3)BD
(4)342561 卵黄膜和透明带间出现两个极体
(5)不一定相同.因为这些胚胎都是由不同的受精卵发育而来,它们的基因型可能相同也可能不同
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