- 细胞工程
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胚胎工程技术包含的内容很丰富，下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中获得的小牛，其遗传物质来源于供体1和______；为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入______．
（2）将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是诱导______．
（3）通过应用2获得小牛，涉及胚胎工程的最后一道“工序”是______．
（4）应用3中的细胞D取自囊胚的______，细胞C取自牛胎儿的______．
（5）应用4中获得二分胚①和②，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别是______．
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；对母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵．
（2）精子只有获能后才能与卵细胞结合形成受精卵，因此将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养的目的是诱导精子获能．
（3）胚胎工程的最后一道工序是胚胎移植．
（4）囊胚中的内细胞团细胞具有全能性，为胚胎干细胞，因此应用3中的细胞D取自囊胚的，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．
（5）二分胚①和②来自同一个受精卵，二者的性别相同，即均为雌性或均为雄性．
故答案为：
（1）供体2 促性腺激素
（2）精子获能
（3）胚胎移植
（4）内细胞团 生殖腺（原始性腺）
（5）雌性或雄性
请回答下列与胚胎工程有关的问题：
（1）当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生______，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路．防止多精入卵的生理反应有______．
（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CO2气体以维持______．母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生______，这为胚胎在母体内存活提供了可能．
（3）在早期胚胎发育过程中，将原肠胚时期的早期细胞从一个部位移到另一部位时，被移植的细胞能参与该部位将来的器官形成．但如果在晚期，将未来发育成后肢的部分移植到胚体的另一部位，发现此细胞仍发育成后肢，使动物畸形．这说明______．
（4）2006 年山中伸弥首次利用逆转录病毒将四种转录因子“Oct4，Sox2，c-Myc，Klf4”导入已分化完全的小鼠纤维母细胞中，将其重新编排变成全能性的胚胎干细胞，这些重编排的细胞被命名为“诱导多能性干细胞”，即iPS细胞．
①近些年的研究显示，iPS细胞可以产生出机体内所有种类的细胞，由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为______．
②目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题．例如有研究发现iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有______细胞的特征．结合山中伸弥的研究过程分析，产生这种变化的最可能的原因：______．
正确答案
解析
解：（1）当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路．防止多精入卵的生理反应有透明带反应、卵细胞膜反应．
（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CO2气体以维持PH．母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥，这为胚胎在母体内存活提供了可能．
（3）在早期胚胎发育过程中，将原肠胚时期的早期细胞从一个部位移到另一部位时，被移植的细胞能参与该部位将来的器官形成．但如果在晚期，将未来发育成后肢的部分移植到胚体的另一部位，发现此细胞仍发育成后肢，使动物畸形．这说明原肠胚时期的晚期细胞已经出现了分化．
（4）①由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化．
②iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有癌细胞的特征，产生这种变化的最可能的原因：逆转录病毒含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列，可通过感染小鼠的纤维母细胞，将其基因组整合进入小鼠的纤维母细胞中，诱发细胞癌变．
故答案为：
（1）顶体反应 透明带反应、卵细胞膜反应
（2）PH 免疫排斥
（3）原肠胚时期的晚期细胞已经出现了分化
（4）①细胞分化
②癌；逆转录病毒含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列，可通过感染小鼠的纤维母细胞，将其基因组整合进入小鼠的纤维母细胞中，诱发细胞癌变．（其他合理答案酌情给分．
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，使其超数排卵．
（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，适宜于牛的胚胎移植时期有______，胚胎分割时对E应注意______．
（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）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______．它们可以来源于______细胞．
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．
（2）冲卵实质上是将供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来．
（3）图中A是受精卵，B是二细胞胚，C是四细胞胚，D是桑椹胚，E是囊胚，适宜于牛胚胎移植的时期有D和E；对囊胚进行分割时，要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．
（4）图中E标号3表示滋养层细胞，它将来可发育为胎膜和胎盘．
（5）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．
（6）胚胎干细胞来源于早期胚胎和原始性腺，其形态特征有体积小，细胞核大，核仁明显．
故答案为：
（1）促性腺
（2）早期胚胎
（3）D、E 将内细胞团均等分割
（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，基因型不同，也可能是分割胚胎，基因型相同（6）体积小，细胞核大，核仁明显 早期胚胎或原始性腺
杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊，科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示，相关叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、对雌性个体注射促性腺激素可促进其超数排卵，A错误；
B、从卵巢中采集的卵母细胞需培养成熟（减数第二次分裂中期）后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；
C、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，因此不需要注射免疫抑制剂，C错误；
D、为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎，D正确．
故选：D．
（1）受精卵是胚胎发育的开端，图中的卵细胞达到______时期，才具备受精的能力，而精子需经过______过程才能和卵细胞结合．
（2）2N的ES细胞来自胚胎发育过程的______期，本实验中从功能上说明了该细胞______
（3）
正确答案
解析
解：（1）具有受精能力的卵细胞实际上是处于第二次减数分裂中期的次级卵母细胞；精子必须先在雌性生殖道并停留一段时间，才具备卵子受精的能力，这一过程称为精子的获能．
（2）囊胚期的细胞开始出现分化，出现内细胞团和滋养层，其中内细胞团细胞属于胚胎干细胞，在功能上具有发育的全能性．
（3）
故答案为：
（1）减数第二次分裂中期 精子获能
（2）囊胚 具有发育的全能性
（3）动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植
现代生物科技在畜牧业生产中有着广泛的应用，以下是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，在获取卵细胞之前需用______对奶牛进行处理，使其______．
（2）过程h常用的方法是______．过程f为______．
（3）图中数字标号③代表的结构为______．
正确答案
解析
解：（1）对良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵，这样可以提高良种奶牛的繁殖能力．
（2）h表示将目的基因导入受体细胞的过程，而将目的基因导入动物细胞常用显微注射法；f为胚胎移植过程．
（3）图中③为内细胞团．
故答案为：
（1）促性腺激素 超数排卵
（2）显微注射技术 胚胎移植
（3）内细胞团
下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律，A错误；
B、人工冲卵是指从雌性动物的输卵管中冲取早期胚胎，B错误；
C、来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割技术可以获得基因型相同的个体，C正确；
D、胚胎移植时对供体母牛和受体母牛都需要进行同期发情处理，但对供体公牛不需要进行同情发情处理，D错误．
故选：C．
科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞（iPS），继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如图：
（1）从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为______，培养的细胞在贴壁成长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为______．
（2）图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为______；也可从灰鼠体内取出卵子，通过______后进行早期胚胎培养获得．早期胚胎培养的发育培养液中含有的成分是无机盐、氨基酸、核苷酸、维生素、激素以及______等．
（3）图中重组囊胚通过______技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用______方法保存．
（4）小鼠胚胎干细胞（ES）可由囊胚的分离培养获得．iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向后用于疾病的______细胞治疗．
正确答案
解析
解：（1）原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养．接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象．
（2）将早期胚胎从小鼠输卵管或母牛子宫中冲洗出来的方法叫冲卵．早期胚胎可卵子体外受精或经体细胞核移植后发育形成．发育培养液中的成分有两盐（无机盐和有机盐）、两酸（氨基酸和核苷酸）、两素（维生素和激素）以及动物血清等．
（3）暂不进行胚胎移植的胚胎可放入-196℃的液氮中冷冻保存．
（4）胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞．iPS与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病．
故答案为：
（1）原代培养 接触抑制
（2）冲卵（或冲胚） 体外受精（或核移植） 有机盐类动物血清
（3）胚胎移植 冷冻（或低温）
（4）内细胞团诱导分化
科学家利用牛乳腺细胞成功培育出“克隆牛”，下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、雌牛卵细胞发育到减数第二次分裂中期和获能的雄牛精子，在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程，形成试管牛，故A错误；
B、注射促性腺激素使雌牛超数排卵，进行配种或人工授精，属于有性生殖，故B错误；
C、“克隆牛”是取乳腺细胞核与去核卵细胞融合形成重组细胞，然后移入到代孕牛的子宫中发育而成的，属于无性生殖，故C正确；
D、分离早期胚胎经分割后植入代孕母牛子宫中，也属于无性繁殖，相关技术是胚胎分割和胚胎移植，故D错误．
故选：C．
以下四种生物工程技术中培育出具有2个亲本遗传性状的新个体的是（ ）
正确答案
解析
解：A、植物组织培养属于无性生殖，新个体体内遗传物质均来自一个亲本，A错误；
B、动物细胞培养不能形成新个体，B错误；
C、动物胚胎移植形成的新个体的遗传物质来自两个亲本，C正确；
D、细胞核移植形成的新个体的核遗传物质来自供核生物，细胞质遗传物质来自受体，D正确．
故选：CD．
胚胎工程的核心技术是（ ）
正确答案
解析
解：胚胎工程的主要特点是在体外受精得到受精卵，同时通过任何一项技术，如转基因、核移植或体外受精等技术获得的胚胎，都必须移植到受体才能获得后代．因此，胚胎工程的核心技术是体外受精和胚胎移植．
故选：B．
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______．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）图中数字标号①代表的结构为______，①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，为防止杂菌的污染而要加入一定量的______．
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）在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的抗生素．
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）抗生素
抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗．图为培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程．回答问题：
（1）过程①是______，该过程常用的方法是______．技术能扩增抗凝血酶Ⅲ蛋白基因．
（2）过程②包括______技术和胚胎移植技术；可用______技术获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊．
（3）若要检测牛奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ蛋白，可采用______技术．
（4）如果检测发现抗凝血酶Ⅲ蛋白基因被导入了受精卵，但却没有检测到抗凝血酶Ⅲ蛋白的存在，那应该考虑分别位于目的基因首端的______和尾端的______没有设计好，应从这方面考虑改善．
正确答案
将目的基因导入受体细胞
显微注射法
早期胚胎培养
胚胎分割
抗原-抗体杂交
启动子
终止子
解析
解：（1）过程①是将目的基因导入受体细胞，常用的方法是显微注射法．利用PCR技术能扩增抗凝血酶Ⅲ蛋白基因．
（2）过程②是受精卵需要经过早期胚胎培养技术和胚胎移植技术，可用胚胎分割技术获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊．
（3）若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白，这属于翻译水平的检测，可采用抗原-抗体杂交技术．
（4）基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成．启动子位于首端，终止子位于尾端．
故答案为：
（1）将目的基因导入受体细胞 显微注射法 PCR
（2）早期胚胎培养（或“动物细胞培养”）胚胎分割
（3）抗原-抗体杂交
（4）启动子和终止子
（2015秋•天津校级期末）如图是利用二倍体小鼠所做的实验，分析不合理的是（ ）
正确答案
解析
解：A、过程①为动物细胞培养（早期胚胎培养），A正确；
B、图中囊胚的细胞基因来自于两种小鼠，故有些细胞基因型不相同，B正确；
C、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，C正确；
D、嵌合体幼鼠染色体并未加倍，故是二倍体，D错误．
故选：D．
《时代》杂志评出的2007年十大科学发现中指出，美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组，后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞．这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德争议，另一方面也使得干细胞研究的来源更不受限．请回答下面有关胚胎工程的若干问题．
（1）在胚胎发育中，根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为______、______、______三个阶段．
（2）胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的______和孕育胚胎的______共同繁殖后代的过程．其生理学基础主要有那些？______（至少答出两点）
（3）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．美日科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因送入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞产生变化，最后成为带有______性质的细胞，称为诱导式多能性干细胞（iPS）．在基因工程中，这四个基因称为______，所利用的病毒称为______，在基因工程中常用的工具酶有______． 与借助胚胎提取胚胎干细胞比较，这样获得的干细胞的研究，其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞，不仅避开了长期以来有关生物技术的______方面的争议，也使其来源更加广泛而方便．
（4）通过体细胞核移植技术，从患者身上取出体细胞，将其细胞核植入去核的卵母细胞，从而获得早期人类胚胎，然后再从中培育“患者自身的”胚胎下细胞供医学临床使用的技术叫做______．这一技术也可以用来研究“克隆人”，中国政府对生殖性克隆人研究所持态度的“四不原则”是：______、______、______、不接受任何生殖性克隆人的实验．
正确答案
解析
解：（1）胚胎发育过程：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼儿．
（2）胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程．胚胎移植的生理学基础：a．胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致；b．哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态；c．受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；d．供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性不受任何影响．
（3）胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞．根据题干信息“皮肤细胞经过基因直接重组，后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞”可知，利用病毒分别将四个基因送入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞产生变化，最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞，称为诱导式多能性干细胞（iPS）．这样获得的干细胞的研究，其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞，不仅避开了长期以来有关生物技术的伦理（道德）问题方面的争议，也使其来源更加广泛而方便．在基因工程中，这四个基因称为目的基因，所利用的病毒称为载体，在基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（4）通过体细胞核移植技术，从患者身上取出体细胞，将其细胞核植入去核的卵母细胞，从而获得早期人类胚胎，然后再从中培育“患者自身的”胚胎下细胞供医学临床使用的技术叫做治疗性克隆．中国政府对生殖性克隆人研究所持态度的“四不原则”是：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验．
故答案为：
（1）桑椹胚、囊胚、原肠胚
（2）供体 受体 a．胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致；b．哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态；c．受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；d．供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性不受任何影响
（3）早期胚胎或原始性腺 胚胎干细胞 目的基因 载体 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 伦理（道德）问题
（4）“治疗性克隆”不赞成、不允许、不支持
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