- 细胞工程
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胚胎工程技术包含的内容很丰富,如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题:
(1)应用1获得的小牛,其遗传物质来源于______,体现______的全能性.
(2)应用2中用______处理适龄良种母牛,可使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子;图中应用2小牛的产生,采用的胚胎工程技术有______.(至少答出2种)若哺乳动物体内受精则过程包括______、______两个受精前准备阶段和受精阶段,受精阶段有______和______两道屏障阻止多精入卵.
(3)应用3中细胞C取自______.
(4)应用4中通过______技术获得二分胚①和②,得到的多个胚胎后植入代孕母牛体内.为保证移植的成功胚胎供体和受体应保持相同的生理环境,采取______处理.同时,可以通过取样______细胞进行分子水平的早期胚胎性别鉴定.
正确答案
解析
解:(1)由以上分析可知应用1中获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2,因此其遗传物质来源于供体1和供体2,体现动物细胞核的全能性.
(2)应用2中用促性腺激素处理适龄良种母牛,可使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子;图中应用2小牛的产生,采用的胚胎工程技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植.若哺乳动物体内受精则过程包括精子获能、卵子的准备两个受精前准备阶段和受精阶段,受精阶段有透明带反应卵黄膜反应(卵细胞膜反应)两道屏障阻止多精入卵.
(3)胚胎干细胞除了来自早期胚胎,还来自原始性腺,因此细胞C取自牛胎儿的原始性腺.
(4)应用4中通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,得到的多个胚胎后植入代孕母牛体内.为保证移植的成功胚胎供体和受体应保持相同的生理环境,采取同期发情处理.同时,可以通过取样滋养层细胞进行分子水平的早期胚胎性别鉴定.
故答案为:
(1)供体1和供体2 动物细胞核
(2)促性腺激素 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 精子获能 卵子的准备 透明带反应卵黄膜反应(卵细胞膜反应)
(3)原始性腺(或生殖腺)
(4)胚胎分割 同期发情 滋养层
随着人们生活水平的提高,乳制品需求越来越大,为了扩大生产,提高产崽率,要进行良种牛的培育.如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)用______激素处理使供体母牛超数排卵.
(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)从A到E中,适宜于哺乳动物的胚胎移植时期有______(填图中字母).
(4)图中标号3为______,它将来发育为胎膜和胎盘.
(5)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?______.
(6)若对A细胞利用基因工程技术加以改造,将人的血清白蛋白基因导入,在成体的雌牛的乳汁中提取出人血清白蛋白.产生该转基因牛的具体的基因工程步骤______.
(7)对于植物来说,导入外源基因,容易引起基因污染,科学家就将外源基因导入叶绿体或线粒体内,原因______.
正确答案
解析
解:(1)促进雌性超数排的激素主要是促性腺激素,因此对供体母牛注射促性腺激素可以促进多排卵细胞.
(2)因为(早期)胚胎在子宫中处于游离状态,所以冲卵实质上是将供体母牛子宫内的(早期)胚胎冲洗出来.
(3)胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚,而图中D为桑椹胚,E为囊胚期胚胎.
(4)图E中的3是滋养层细胞,滋养层将来发育为胎膜和胎盘.
(5)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个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,它们的基因型可能相同,也可能不同.
(6)产生血清白蛋白转基因牛的具体的基因工程步骤:提取血清白蛋白基因→血清白蛋白基因表达载体的构建→将血清白蛋白基因导入受体细胞→血清白蛋白基因的检测与鉴定.
(7)对于植物来说,导入外源基因,容易引起基因污染,科学家就将外源基因导入叶绿体或线粒体内,原因叶绿体或线粒体的遗传表现为母系遗传,目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来.
故答案为:
(1)促性腺
(2)早期胚胎
(3)D或E
(4)滋养层
(5)不一定相同,因为这些胚胎可能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
(6)提取血清白蛋白基因→血清白蛋白基因表达载体的构建→将血清白蛋白基因导入受体细胞→血清白蛋白基因的检测与鉴定
(7)叶绿体或线粒体的遗传表现为母系遗传,目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来
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)可通过对良种母牛注射______,以促使其超数排卵;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______,它在胚胎工程中的意义在于______.
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,应选择良种公牛的含______染色体的精子形成受精卵;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)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;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,该技术能提高优良母畜的繁殖率.
(4)只有雌性奶牛才能产奶,因此研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,应选择良种公牛的含X染色体的精子形成受精卵;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)促性腺激素 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)X 显微注射法
如图是科学家培育试管转基因牛的过程示意图,下列相关叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、①表示用激素(常用促性腺激素)对供体母牛做超数排卵处理,A正确;
B、图中1为透明带,2是滋养层,3是内细胞团,具有发育的全能性,B错误;
C、③表示胚胎移植过程,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状况有关,所以进行胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,可利用激素进行同期发情处理,C正确;
D、为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,即取2部位(滋养层)的细胞做DNA分析来鉴定性别,D正确.
故选:B.
培育“试管山羊”的基本过程如下图所示,若要培育成功,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、甲过程可通过给母山羊注射有关激素(促性腺激素)使其超数排卵,A正确;
B、乙过程的目的是体外受精形成受精卵,B错误;
C、获能的精子和成熟的卵子可以在获能培养液或受精培养液中完成受精,而受精卵要移入发育培养液继续培养,C错误;
D、受精卵的核遗传物质一半来自父方另一半来自母方,而细胞质中的遗传物质几乎都来自母方,D错误.
故选:A.
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~h为操作过程,请据图回答有关问题:
(1)“试管牛”技术的操作流程是______(填字母).
(2)与一般的育种方式相比较,胚胎移植的优势是______.
(3)受体母牛必须和供体牛属于同一物种.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______.
(4)“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______.
正确答案
解析
解:(1)试管动物的培育过程包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,即a→b→f→g.
(2)胚胎移植能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力.
(3)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应.
(4)受精卵的全能性易于表达,因此“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.
故答案为:
(1)a→b→f→g
(2)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
(3)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
(4)受精卵的全能性易于表达
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)为提高良种奶牛的繁殖能力,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③将来发育为______,c→d过程需对其均等分割的目的是______.A、B牛基因型是否相同?______.
(4)在培育良种牛的过程中,都运用了动物细胞培养技术.在动物细胞培养过程中,由于对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此在使用合成培养基时,通常在培养基中加入______等一些天然成分.
正确答案
解析
解:(1)在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理,使动物超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精.
(2)由于受精卵全能性易于表达,所以选择受精卵作为培育转基因动物的受体细胞.
(3)图中③表示囊胚期的内细胞团,将来发育为胎儿的各种组织;胚胎分割时需对内细胞团均等分割,有利于胚胎的恢复和进一步发育.A、B牛基因型相同.
(4)动物细胞培养时,培养基中要加入动物血清、血浆等一些天然成分.
故答案为:
(1)超数排卵
(2)受精卵的全能性易于表达
(3)胎儿的各种组织 有利于胚胎的恢复和进一步发育 相同
(4)血清、血浆
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,近年来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)在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到的两项生物技术是______和______.
(2)克隆牛G的性别是______,试管牛E的性别是______.
(3)培育试管牛E时需对母牛B和母牛D注射______激素,其目的是______,以便将胚胎移至母牛D的子宫内.
(4)胚胎分割也是快速繁殖良种畜的方法,分割时应最好选择发育到______时期的胚胎进行操作.在对胚胎进行分割时,应注意______.其次受体母牛必须和供体牛属于同一______.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎______.
正确答案
解析
解:(1)试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到动物细胞培养和胚胎移植技术.
(2)克隆牛G的细胞核遗传物质来自良种母牛C,因此其性别是雌性;试管牛E是由受精卵发育形成的,其性别是雌性或雄性.
(3)培育试管牛E时需对母牛B和母牛D注射促性腺激素,其目的是使母牛B和母牛D同期发情,以便将胚胎移至母牛D的子宫内.
(4)胚胎分割时应最好选择发育到囊胚时期的胚胎进行操作.在对胚胎进行分割时,应注意要将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育.其次受体母牛必须和供体牛属于同一物种.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应.
故答案为:
(1)动物细胞培养 胚胎移植
(2)雌性 雌性或雄性
(3)促性腺激素 使母牛B和母牛D同期发情
(4)囊胚 要将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育 物种 不发生免疫排斥反应
在试管牛的生产过程中,不是必需的操作是( )
正确答案
解析
解:试管牛的生产首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养,体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤;受精后胚胎发育到适宜的阶段时可向受体移植,故A、B和D都是必需的操作,抗病毒基因的导入可增加抗某种病毒的能力,但不是必需的.
故选:B.
英国生理学家罗伯特•爱德华兹在体外受精技术(试管婴儿技术)方面取得杰出成就,并因此获得2010年诺贝尔生理学奖或医学奖.下列关于体外受精技术的叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、体外受精获得的受精卵需要体外培养一段时间到桑椹胚或囊胚阶段才进行胚胎移植,A错误;
B、卵母细胞的采集可以用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精,B正确;
C、体外受精需在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程,C正确;
D、哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤,D正确.
故选:A.
将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内.以下说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、供体胚胎植入同一物种受体,能提供相同的生理环境,故A正确;
B、胚胎移植获得的后代性状类似供体,荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛,能生出荷斯坦奶牛,故B正确;
C、同种物种生理构造相同,特征相似,容易成功,故C正确;
D、雌性动物同期发情后,不管是否妊娠,生殖器的生理变化都是一样的,故D错误.
故选:D.
下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)图甲中标号3为______,它将来可发育为______.
(4)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______
(5)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
(6)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意______.
(7)受体母牛必须和供体牛属于______.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______.
正确答案
解析
解:(1)对供体母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵.冲卵实质上是将供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来.
(2)图乙中②指的是囊胚腔;进行胚胎分割时应该选择形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚进行操作.
(3)图甲中标号3为滋养层,它将来可发育为胎膜和胎盘.
(4)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.来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质.
(5)由以上分析可知,A是卵母细胞;在体外受精前要对精子进行获能处理.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.
(6)在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,以免影响胚胎的恢复和进一步发育.
(7)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术.由此可见,受体母牛必须和供体牛属于同一物种.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应.
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)滋养层 胎膜和胎盘
(4)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 具有相同的遗传物质
(5)卵母细胞 获能
(6)将内细胞团均等分割
(7)同一物种 受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
加拿大的荷斯坦奶牛每年产奶量可达10t以上.我国引进的1000头牛胚胎,是由荷斯坦公牛的精子和荷斯坦母牛的卵细胞受精后形成的,并移植到黑龙江当地的受体牛中.这些牛产下的牛犊育成后,可替代年产量不足3t的当地奶牛.这些牛犊的优良性状( )
正确答案
解析
解:引进的牛胚胎是由荷斯坦牛的精子和卵细胞受精后发育而成的,它们的遗传物质来自双亲.因此,这些牛犊的优良性状来自荷斯坦公牛和母牛.
故选:C.
科学家将雌黑鼠乳腺细胞核移入白鼠去核的卵细胞内,待发育成早期胚胎后移植入褐鼠的子宫,该褐鼠产下小鼠的体色是( )
正确答案
解析
解:基因控制生物的性状,基因是具有遗传效应的DNA片段,DNA主要位于染色体上,染色体存在细胞核里,细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心.小鼠体内的遗传物质来源于雌黑鼠乳腺细胞的细胞核.因此小鼠的体色与性别是黑色、雌性.
故选:A.
胚胎工程技术在生产中的应用包括( )
正确答案
解析
解:A、移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能,这属于胚胎工程技术的应用,A正确;
B、进行胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能,这是胚胎工程技术的应用,B正确;
C、采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎,这是胚胎工程技术的应用,C正确;
D、培养某些动物细胞可获得大量的细胞分泌蛋白,这属于细胞工程技术的应用,不是胚胎工程技术的应用,D错误.
故选:ABC.
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