- 细胞工程
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长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近几年发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机.下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法,请据图回答:
(1)克隆牛G的培育过程与试管牛E的培育过程相比特有的技术手段是技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为前者是______,后者是______.
(2)进行胚胎工程操作时,首先对供、受体母牛进行选择,并用激素进行处理.一般还需用______激素对供体母牛做超数排卵处理.
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及______等物质.
(4)科学家将外源基因插入上图的受精卵中,常用的方法是______.在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是______技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定.由于外源基因可能随机插入到受精卵的DNA中,因而有的可发育成转基因牛,有的却死亡,请分析因外源基因的插入而导致早期胚胎死亡的最可能原因是______.
(5)良种母牛B的胚胎能在受体母牛D的子宫内存活的生理原因是什么?______.
(6)培育出的克隆牛G的基因来源于______.
(7)为大量获得试管牛E,可于______时期将早期胚胎进行分割.
正确答案
解析
解:(1)克隆牛G的培育过程与试管牛E的培育过程相比特有的技术手段是核移植技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为前者是无性生殖,后者是有性生殖.
(2)进行胚胎工程操作时,首先对供、受体母牛进行选择,并用同期发情激素进行处理.一般还需用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理.
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等物质.
(4)科学家将外源基因插入上图的受精卵中,常用的方法是显微注射.在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是DNA分子杂交技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定.由于外源基因可能随机插入到受精卵的DNA中,因而有的可发育成转基因牛,有的却死亡,请分析因外源基因的插入而导致早期胚胎死亡的最可能原因是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.
(5)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此良种母牛B的胚胎能在受体母牛D的子宫内存活.
(6)培育出的克隆牛G的基因来源于母牛B的细胞质基因和母牛C的细胞核基因.
(7)为大量获得试管牛E,可于桑椹胚或囊胚期将早期胚胎进行分割.
故答案为:
(1)核移植 无性生殖 有性生殖
(2)同期发情 促性腺
(3)动物血清
(4)显微注射 DNA分子杂交 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
(5)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
(6)母牛B的细胞质基因和母牛C的细胞核基因
(7)桑椹胚或囊胚
【生物--选修3:现代生物科技专题】
为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,请根据图示信息回答下列问题.
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有______、______等.
(2)促使B牛多排卵的激素一般是______.对D牛要进行______处理.
(3)在受精的过程中,首先发生______反应,释放出的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质.判断卵子是否受精的标志通常是在透明带和卵黄膜间有两个极体.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供了可能.
(4)要培育高产奶率的转基因牛,如建立生产生长素的乳腺生物反应器,即科学家将
______和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牛的______中.
正确答案
解析
解:(1)由图可知,试管牛和克隆牛的培育过程中均用到了动物细胞培养(早期胚胎培养)、胚胎移植技术.
(2)一般用促性腺激素处理供体母牛,促进其超数排卵;胚胎移植时,要对受体动物和供体动物进行同期发情处理,为胚胎移植入受体提供相同的生理状态.
(3)受精时,首先发生顶体反应,释放顶体酶,溶解卵丘细胞间的物质;受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能.
(3)建立生产生长素的乳腺生物反应器时,要将生长激素基和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牛的受精卵中.
故答案为:
(1)动物细胞培养(早期胚胎培养) 胚胎移植
(2)促性腺激素 同期发情
(3)顶体 免疫排斥
(4)生长激素基因 受精卵
下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
正确答案
解析
解:A、受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植,A错误;
B、试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,B正确;
C、通过注射促性腺激素使雌性供体动物超数排卵,C错误;
D、早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清等天然成分,D正确.
故选:AC.
下列关于牛体外受精及胚胎工厂化生产的叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、采集的卵母细胞一般培养到成熟后才与精子共同培养完成受精,A错误;
B、冷冻的精子解冻后,需要经过获能处理,才能与成熟的卵子受精,B错误;
C、受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养到适宜阶段,再进行胚胎移植,C错误;
D、早期胚胎培养通常要加入血清等天然成分,D正确.
故选:D.
科学家将一段控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的 DNA 中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白;而且这些鸡蛋孵 出的鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋.以下描述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意可知,这些鸡是DNA重组技术的产物,A正确;
B、鸡是卵生动物,不需要进行胚胎移植,B错误;
C、由题干信息“这些鸡蛋孵出的鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋”,说明该变异属于可遗传的变异,C正确;
D、基因工程技术可以按照人们的意愿定向的改造生物的性状,D正确.
故选:B.
2010年,英国“试管婴儿之父”罗伯特•爱德华兹获得了诺贝尔生理学或医学奖.下面是试管婴儿培育过程示意图.有关叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、过程①中注射促性腺激素能促进超数排卵,增加排卵数量,A正确;
B、②为体外受精过程,该过程中获能的精子和培养成熟的卵子要在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精,B错误;
C、③是动物细胞培养过程,该过程所需要的培养液中应该添加动物血清,C正确;
D、过程④成功的条件之一是受体对移入子宫的外来胚胎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.
以下是科学家用不同方法培育良种牛的过程,请据图回答问题:
(1)精细胞需要变形后形成精子,在变形的过程中线粒体将退化成______,为精子尾部运动提供能量.卵子发生开始的时间是______.
(2)精子与卵子在______相遇进行受精作用(填场所),防止多精入卵的两道屏障分别是______.
(3)图中a代表______,a操作之前,精子必须获能,而卵母细胞必须培养至______.
(4)a过程获得的受精卵要在体外进行早期胚胎培养,其培养液成分除一些无机盐和有机盐类以外,还需添加______等物质(写不全不得分).图中用到的激素是______,目的是超数排卵.
(5)c操作的名称是胚胎分割,c操作应选择______进行分割,c操作时应注意______.
正确答案
解析
解:(1)精细胞需要变形后形成精子,在变形的过程中线粒体将退化成线粒体鞘,为精子尾部运动提供能量.卵子发生开始的时间是胎儿期或性别分化后.
(2)受精作用的场所是输卵管;防止多精入卵的两道屏障分别是透明带反应和卵细胞膜反应.
(3)图中a代表体外受精,在此操作之前,精子必须获能,而卵母细胞必须培养至MⅡ中期.
(4)a过程获得的受精卵要在体外进行早期胚胎培养,其培养液成分除一些无机盐和有机盐类以外,还需添加氨基酸、核苷酸、维生素、激素、血清 等物质.图中用到的激素是促性腺激素,目的是超数排卵.
(5)c操作的名称是胚胎分割,此操作应选择发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,对囊胚进行分割时,应注意将囊胚均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育.
故答案为:
(1)线粒体鞘 胎儿期或性别分化后
(2)输卵管 透明带反应和卵细胞膜反应
(3)体外受精 MⅡ中期
(4)氨基酸、核苷酸、维生素、激素、血清 促性腺激素
(5)发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚 将囊胚均等分割
胚胎移植成功率的高低取决于( )
正确答案
解析
解:A、胚胎移植时,对供受体进行同期发情处理,使供、受体生理环境相同,使胚胎移植入相同的生理环境,这样才能保证胚胎移植的成功率,A正确;
B、早期胚胎在一定时间内处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能,但不能决定胚胎移植成功率的高低,B错误;
C、体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能,但不能决定胚胎移植成功率的高低,C错误;
D、供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,这能保证胚胎的成活,但不能决定胚胎移植成功率的高低,D错误.
故选:A.
供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题.而治疗性克隆能最终解决这些问题.如图是治疗性克隆的过程图解.
(1)正常情况下,去核的卵细胞取自于女性排卵后在______中______期的卵母细胞.
(2)重组细胞发育的过程中,细胞开始分化发生在______期.
(3)治疗性克隆所用的技术名称是______,要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用______技术.
(4)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由______分离出来的一类细胞.早期胚胎的培养液成分较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及______等物质.
(5)干细胞是一类具有分裂能力的细胞,观察上图可知,血液组织干细胞经分裂、分化形成了不同功能的血细胞,细胞分化的机理是______.
(6)已知患者是红绿色盲的女性,图中提供卵细胞的为完全正常的年轻女性.移植器官后,该患者所生育子代红绿色盲的情况是______.
(7)我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究,请你谈谈为什么要反对克隆人?(至少写出二条理由).______.
正确答案
解析
解:(1)正常情况下,去核的卵母细胞取自女性卵巢排卵后在输卵管中减数第二次分裂中期的卵母细胞.
(2)细胞分化开始于囊胚期.
(3)治疗性克隆所用到的技术是核移植;来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用胚胎分割技术.
(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由囊胚内细胞团细胞或原始性腺分离出来的一类细胞.早期胚胎的培养液成分较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质.
(5)细胞分化的机理是基因的选择性表达.
(6)红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,该遗传病的特点之一是女患者的父亲和儿子都是患者,因此该患者所生育子代红绿色盲的情况是男孩红绿色盲,女孩不一定.
(7)反对克隆人的理由:①严重违反了人类伦理道德观念;②冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人;④克隆技术尚不成熟,可能克隆出有严重生理缺陷的孩子.
故答案为:
(1)输卵管 MII
(2)囊胚
(3)核移植技术 胚胎分割
(4)囊胚内细胞团细胞或原始性腺 血清
(5)基因的选择性表达
(6)男孩红绿色盲,女孩不一定
(7)①严重违反了人类伦理道德观念
②冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念
③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人
④克隆技术尚不成熟,可能克隆出有严重生理缺陷的孩子
如图为科学家采用不同方法培育良种牛的过程,请据图回答有关问题:
(1)与一般的繁育良种动物方式相比较,胚胎移植的优势是______.在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理,目的是______.
(2)“转基因牛”D培育过程中,常用受精卵作为外源基因的受体细胞,主要原因是______.
(3)图中数字标号③代表的结构为______,③将来发育为______,c→d过程需对其均等分割的目的是______和______.A、B牛基因型是否相同?______.
(4)以上培育过程中,用到的生物技术名称是______(至少答两个).
正确答案
解析
解:(1)与一般的繁育良种动物方式相比较,胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;对良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵.
(2)由于受精卵的全能性易于表达,因此良种牛培育过程中,常用受精卵作为外源基因的受体细胞.
(3)图中③为内细胞团,将来发育为胎儿的各种组织;c→d过程需对其均等分割,这样有利于胚胎的恢复和进一步发育.来自同一个胚胎的后代具有相同的基因型,因此A、B牛的基因型相同.
(4)由以上分析可知,以上培育过程中,用到的生物技术有基因工程、早期的胚胎培养、胚胎分割移植等.
故答案为:
(1)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 超数排卵
(2)受精卵的全能性易于表达
(3)内细胞团 胎儿的各种组织 有利于胚胎的恢复和进一步发育 相同
(4)基因工程、早期的胚胎培养、胚胎分割移植
关于现代生物技术的叙述中,错误的是( )
正确答案
解析
解:A、试管苗和克隆羊都属于无性生殖且能保持母本性状,而试管牛属于有性生殖,A错误;
B、用某限制酶切割一个DNA分子,可以得到多个DNA片段,但只能得到一个目的基因,B错误;
C、同一植株的体细胞融合后形成的新个体,与原植物之间存在生殖隔离,不属于同一物种,C错误;
D、动物细胞培养过程中C02的主要作用是维持培养液的pH,D正确.
故选:ABC.
科学家做了让羊产牛奶并扩大生产的实验,如图是实验过程的流程图,回答有关问题.
(1)在A过程中,将含有牛奶蛋白基因的表达载体导入受体细胞中的常用方法是______.E过程所表示的细胞工程技术手段是______.
(2)F过程可表示胚胎(细胞)培养,胚胎(细胞)培养需要气体条件(95%的空气+5%的CO2),其中的CO2的主要作用是______.通常还要在培养液中添加一定量的______,以防培养过程中的污染.此外,应定期更换培养液,防止______.
(3)要培育多头基因型相同的转基因小羊,F过程要将胚胎培养到______或______期,然后将胚胎分割,胚胎分割时应特别注意______.
正确答案
解析
解:(1)在A过程中,将含有牛奶蛋白基因的表达载体导入受体细胞中的常用方法是显微注射法.E过程所表示的细胞工程技术手段是核移植技术.
(2)动物细胞培养过程中,需要气体条件(95%的空气+5%的CO2),其中CO2的主要作用是维持培养液的PH.在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染.此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害.
(3)要培育多头基因型相同的转基因小羊,F过程要将胚胎培养到桑椹胚活囊胚期,然后将胚胎分割,胚胎分割时应特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的进一发育.
故答案为:
(1)显微注射法 核移植技术
(2)维持培养液的PH 抗生素 代谢产物积累对细胞自身造成危害
(3)桑椹胚 囊胚 将内细胞团均等分割
如图为胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程(图甲),及经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程(图乙).请回答下列问题:
(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射______.冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的______冲洗出来.
(2)图乙中②指的是______.进行胚胎分割时,应选择发育到______时期的胚进行操作
(3)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?______.通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是______
(4)图乙中A细胞是______,在进行体外受精前要对精子进行______处理.
哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精?(______)
A.顶体反应 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.
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.冲卵中的“卵”是指胚胎.
(2)图乙中②是囊胚腔.进行胚胎分割时,应选择形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚进行操作.
(3)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.来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的遗传物质.
(4)乙中A为(次级)卵母细胞.精子需进行获能处理后才具有受精能力.哺乳动物受精过程中阻止多精子入卵受精的两道屏障为透明带反应和卵黄膜封闭作用.
故答案为:
(1)促性腺激素 早期胚胎
(2)囊胚腔 桑椹胚或囊胚
(3)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 具有相同的遗传物质
(4)(次级)卵母细胞 获能 BD
下列关于现代生物技术的叙述,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、转基因、核移植或体外受精等技术获得的胚胎,都必须经过胚胎移植才能获得后代,A正确;
B、PCR技术扩增目的基因时通常需要根据已知序列合成一段单链的DNA引物,B错误;
C、将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合,可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体,C错误;
D、阻止多精子入卵的机制有透明带反应和卵细胞膜反应,D错误.
故选:A.
关于胚胎工程的叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎移植技术缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量,因此可以充分发挥优良母畜的繁殖潜能,A正确;
B、将人的精子与卵细胞在体外受精,再将受精卵发育到早期胚胎后再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”,B错误;
C、胚胎发育在囊胚阶段,胚胎内部出现大的空腔,该腔称为囊胚腔,C正确;
D、在胚胎干细胞培养过程中,加入的滋养层细胞分泌一些物质既能抑制细胞分化又能促进细胞生长,D正确.
故选:B.
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