- 细胞工程
- 共5750题
【生物--选修3:现代生物科技专题】
2012年诺贝尔医学和生理学奖授予英国科学家约翰•戈登和日本科学家山中伸弥.约翰•戈登在20世纪60年代做过一个划时代的实验:把美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入去核的卵细胞,结果发现一部分卵依然可以发育成蝌蚪,其中的一部分蝌蚪可以继续发育成为成熟的爪蟾.山中伸弥等科学家将四个关键基因转入小鼠的成纤维细胞,使其变成多功能干细胞(iPS),这些干细胞可再转化成老鼠体内任何种类的细胞.回答下列问题:
(1)约翰•戈登之后,科学界利用该技术进行更多细胞核转移实验,复制出多种哺乳类动物.在哺乳动物的核转移实验中,一般通过______(物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到______阶段时,将胚胎移入受体(代孕)动物体内.
(2)从卵巢中吸取的卵母细胞,一般要培养到______阶段才能用于实验.
(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是______.
(4)在山中伸弥的实验中,利用了逆转录病毒,该病毒的作用是______.
(5)一般情况下,体外扩增目的基因常用的方法是______.在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增值,这种现象称为细胞的______.要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用______处理.
(6)iPS细胞能分化成任何种类细胞的实质是______.
正确答案
解析
解:(1)在哺乳动物的核转移实验中,一般通过电脉冲(或电刺激)(物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段时,将胚胎移入受体(代孕)动物体内.
(2)从卵巢中吸取的卵母细胞,一般要培养到MⅡ中期(减数分裂第二次分裂中期)才具备受精的能力.
(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植的原因是动物细胞分化程度高,不容易恢复全能性.
(4)在山中伸弥的实验中,利用了逆转录病毒,该病毒的作用是目的基因的载体.
(5)体外扩增目的基因一般常用的方法是PCR技术(多聚酶链式反应).在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制.要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用胰蛋白酶处理,分散成单个细胞.
(6)细胞分化的实质是基因的选择性表达.
故答案为:
(1)电脉冲(或电刺激) 桑葚胚或囊胚
(2)MⅡ中期(减数分裂第二次分裂中期)
(3)动物细胞分化程度高,不容易恢复全能性
(4)目的基因的载体
(5)PCR技术(多聚酶链式反应) 接触抑制 胰蛋白酶
(6)基因的选择性表达
梅花鹿胚胎移植试验的主要流程,下列相关叙述不正确的是( )
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→⑤胚胎移植→子代梅花鹿.
正确答案
解析
解:A、①过程需要是注射有关激素(促性腺激素),目的是获得更多的卵细胞,A正确;
B、哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态,这为胚胎的收集提供了可能,B正确;
C、④过程是“对胚胎进行质量检查”,可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚,C错误;
D、⑤过程成功的关键是移植的胚胎能与子宫建立正常联系,D正确.
故选:C.
现有A和B两个肉牛品种,A品种牛的细胞组可表示为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,经过某些刺激和培养后,可形成胚胎,该胚胎被称为______,将该胚胎移入代孕母牛的______中,通过培育可达到目的.
(2)上述过程中运用了动物细胞工程的______和______技术.
(3)克隆牛的产生说明______具有全能性.由A、B两品种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______(填“相同”或“不同”).
正确答案
解析
解:(1)制备一头A细胞核和B细胞质的克隆牛,基本步骤是对A品种牛的体细胞进行培养,取出细胞核注入B品种牛的去核卵母细胞,经过刺激和培养后获得重组胚胎,移入代孕母牛的子宫中,通过培育可达到目的.
(2)上述过程中运用了动物细胞工程的核移植技术和动物细胞培养技术.
(3)克隆牛的产生说明动物体细胞核具有全能性.杂交牛细胞核的遗传物质来自公牛和母牛两个亲本,细胞质来自雌性亲本,因此克隆牛和杂交牛的遗传物质组成不同.
故答案为:
(1)细胞核 去核 重组胚胎 子宫
(2)核移植 动物细胞培养
(3)动物体细胞核 两 雌 不同
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和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有______(写出二项).
(2)和受精有关的过程有: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).
(3)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.
(4)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有______.
正确答案
动物细胞培养、胚胎移植
③④②⑤⑥①
促性腺激素
(早期)胚胎
DE
解析
解:(1)试管牛和克隆羊的培育过程中都用到了动物细胞培养、胚胎移植技术.
(2)受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始.因此,其正确的顺序为③④②⑤⑥①.
(3)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.
(4)胚胎移植的适宜时期为桑椹胚或囊胚期,即图中D、E为时期.
故答案为:
(1)动物细胞培养、胚胎移植
(2)③④②⑤⑥①
(3)促性腺激素 (早期)胚胎
(4)DE
图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程,请据图回答:
(1)在进行体外受精前要对精子进行______处理.②指的是______.
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到______时期的胚胎进行操作,在操作时要注意将______均等分割.
(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是______.
(4)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)体外受精前,要对精子进行获能处理;②是囊胚腔.
(2)进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行操作.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.
(3)来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,所以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)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应,这是胚胎能在受体子宫中存活的生理基础.
故答案为:
(1)获能 囊胚腔
(2)桑葚胚或囊胚 内细胞团
(3)具有相同的遗传物质
(4)不发生排斥反应
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:A、试管牛的生产过程采用的是体外受精技术,不需要采用核移植技术,A错误;
B、试管牛的生产过程需采用体外受精技术,体外受精包括卵母细胞的采集和培养,B正确;
C、试管牛的生产过程需采用体外受精技术,体外受精包括精子的采集和获能,C正确;
D、试管牛的生产过程需采用体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术,D正确.
故选:A.
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和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有______(答两种技术).
(2)和受精有关的过程有:①释放第二极体;②顶体反应;③穿越透明带;④雌、雄原核的形成;⑤核膜消失,雌、雄原核融合.
其正确的顺序为______(填序号).
(3)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______.
(4)试管牛的性别为______,克隆羊多利的性状和______(黑面绵羊/白面绵羊)最接近.
(5)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.
(6)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有______(填字母).
(7)动物的早期胚胎移植到同种且______与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植.用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜______.
正确答案
解析
解:(1)试管牛和克隆羊的培育过程中都用到了动物细胞培养、胚胎移植技术.
(2)受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始.因此,其正确的顺序为③④②⑤⑥①.
(3)胚胎干细胞形态特征有:体积较小,细胞核大,核仁明显.
(4)试管牛E是有性生殖产物,不能确定其性别;克隆羊多利的细胞核基因来自白面绵羊,而生物的性状主要由细胞核基因决定,所以克隆羊多利的性状和白面绵羊最接近.
(5)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.
(6)胚胎移植的适宜时期为桑椹胚或囊胚期,即图中D、E为时期.
(6)动物的早期胚胎移植实际上是早期胚胎在相同环境条件下空间位置的转移,因此受体动物生理状态与供体相同;由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,因此活胚胎细胞不能被染色.
故答案为:
(1)动物细胞培养、胚胎移植
(2)③④②⑤⑥①
(3)体积小、细胞核大、核仁明显
(4)雌性或雄性(不能确定) 白面绵羊
(5)促性腺激素 (早期)胚胎
(6)DE
(7)生理状态 对物质的吸收具有选择透过性
如图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎发育是从受精卵到幼体,胚后发育是从幼体到性成熟个体,A错误;
B、卵裂期细胞通过有丝分裂不断增殖,但胚胎的体积不变甚至略微减小,因此每个细胞的体积变小,B错误;
C、囊胚的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,而滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘,C正确;
D、桑椹胚或囊胚是进行胚胎移植的最好时期,D错误.
故选:C.
下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述.错误的是( )
正确答案
解析
解:A、在进行胚胎移植时需要对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理,使它们属于相同的生理状态,故A正确;
B、胚胎分割应该取形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚进行,故B错误;
C、胚胎分割技术属于无性繁殖技术,可以保持亲本的优良性状,故C正确;
D、胚胎移植可提高优良种畜的繁殖率,故D正确.
故选:B.
如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程,请据图回答下列问题.
(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比,特有的技术手段是______技术,这两种动物繁殖的方式相比,实质性的区别为前者是______,后者是______.
(2)一般用______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)如果培育转基因荷斯坦奶牛,可采用______技术将药用蛋白基因导入到______中,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.
(5)纯种荷斯坦奶牛的胚胎能在受体黄牛的子宫内存活并正常发育的生理原因是______.
正确答案
解析
解:(1)克隆动物采用的技术是核移植技术,为无性生殖;而题图所示的繁殖过程具有精卵结合形成受精卵的过程,应为有性生殖.
(2)早期胚胎的培养过程中,培养液中需加入动物血清.
(3)将目的基因导入动物细胞常用的技术是显微注射技术,受体细胞通常是受精卵,DNA分子杂交技术可用于检测目的基因是否导入.
(4)胚胎移植成功的生理原因是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,并且供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系.
故答案为:
(1)核移植 无性生殖 有性生殖
(2)促性腺
(3)动物血清
(4)显微注射 受精卵 DNA分子杂交 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系.
Ⅰ.“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生优育开辟了新的途径.据此回答:
(1)在体外受精时,精子首先要进行______处理;卵细胞则要培养到______(时期)才能与精子结合.
(2)采用______技术,能得到“同卵双胞胎”.
(3)如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别,将会破坏人类正常的______.
Ⅱ.根据现代生物技术知识回答:
(4)要培育高产奶率的转基因牛,如建立生产生长激素的乳腺生物反应器,科学家将______和乳腺蛋白基因的、终止子等重组在一起,通过显微注射等方法导入牛的受精卵中.
(5)动物细胞工程中,重组细胞在体外培养时,培养液中除了加入诱导物外,还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、______等物质,恒温箱中加入CO2的作用是______.
正确答案
解析
解:Ⅰ.(1)在体外受精时,精子首先要进行获能处理,使精子有与卵子结合的能力;成熟卵细胞才有受精能力,要培养到减数分裂第二次分裂中期(或MII中)(时期)才能与精子结合.
(2)切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜,从而获得同卵双胎或多胎,后代有相同的遗传物质,能得到“同卵双胞胎”.
(3)如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别,将会破坏人类正常的性别比例,违反了伦理道德.
Ⅱ.(1)要培育高产奶率的转基因牛,转入外源性基因,需要在组织特异性启动子的引导下才能启动转录和表达,如果没有相应的基因启动子,外源性基因在组织或细胞内是不会自动表达的,转入腺细胞,如果在外源性基因(如生长激素基因)的前面没有合适的乳腺特异表达启动子,那么生长激素基因就不会在乳腺细胞内转录和表达;
(2)动物血清可以提供生长因子,血清中的有些物质也可以提供碳源和氮源;恒温箱中加入CO2可以调节细胞培养液的Ph.
故答案为:
(1)获能 减数分裂第二次分裂中期(或MII中)
(2)胚胎分割(移植)
(3)性别比例
(4)生长激素基因启动子
(5)动物血清 调节细胞培养液的Ph
请回答有关胚胎工程相关的问题:
(1)试管动物技术是指通过人工操作使______,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植产生后代的技术.
(2)自然条件下哺乳动物刚刚排出的精子不具有受精能力,必须在______(场所)获能后才具有受精能力.
(3)胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过______及其它方式得到的胚胎,移植到______相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术.
(4)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的,它在形态上,表现为体积小、______.
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成熟和受精,培养发育为早期胚胎,再进行胚胎移植产生后代的技术.试管动物技术利用了体外受精和早期胚胎培养技术.
(2)自然条件下哺乳动物刚刚排出的精子不具有受精能力,必须在雌性动物生殖道获能后才具有受精能力.
(3)胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术.
(4)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的,它在形态上,表现为体积小、细胞核大、核仁明显.
故答案为:
(1)卵子和精子在体外条件下成熟和受精
(2)雌性动物生殖道
(3)体外受精 同种的、生理状态(缺一不可)
(4)细胞核大、核仁明显
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______;从良种公牛采集的精子需进行处理,使其______后才能进行受精作用,这个过程可用一定浓度的______溶液.
(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______.
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,其目的是使卵母细胞成熟;从良种公牛采集的精子需进行处理,使其获能后才能进行受精作用;对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法.对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法,即将取自附睾的精子,放入人工配置的获能液中,培养一段时间后,精子就可获能;对于牛、羊等家畜的精子常采用化学法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液.
(2)动物细胞培养时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2,以维持培养液的pH.
(3)由以上分析可知,图中过程A为胚胎移植.
故答案为:
(1)使卵母细胞成熟 获能 肝素
(2)CO2 培养液的pH
(3)胚胎移植
下列属于哺乳动物体外受精操作步骤的是( )
①卵母细胞的采集 ②精子的获取 ③精子的变形 ④受精.
正确答案
解析
解:哺乳动物体外受精主要包括:①卵母细胞的采集和培养、②精子的采集和获能、④受精.
故选:A.
供、受体母牛选择好后,要用激素进行同期发情处理的原因是( )
正确答案
解析
解:动物发情后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,只有受体与供体的生理状态相同,被移植的胚胎才能继续正常发育.因此,供、受体母牛选择好后,要用激素进行同期发情处理.
故选:C.
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