- 细胞工程
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图1是生物工程技术利用羊生产治疗心脏病药物tPA的过程示意图.
请据图分析回答.
(1)图1中的过程②选择受精卵作为tPA基因受体细胞的主要原因是______.体外形成羊受精卵必须在______(垂体激素)的作用下排卵,然后进行______.
(2)如要通过④过程产生大量基因型相同的克隆羊,则该过程需要采用的技术有______
______.
(3)图2为基因的结构,图3是利用基因工程培育图1中甲羊的过程.其中①、②、③表示过程,A、B、C表示物质.请据图回答问题.
①若图2是重组tPA基因,在进行图3过程①操作时要用______分别切割运载体和目的基因,运载体的黏性末端与目的基因的黏性末端是通过______酶结合的.
②I是闭合双链的DNA分子,它与目的基因结合形成的Ⅱ为______.Ⅲ是导入了目的基因的羊的______细胞.
③图3中B游离端所携带的______是构成物质A的基本单位,其定位是通过B与C之间的碱基互补配对,物质C通常被称为______,形成图3中C的基因片段应该含有______个碱基.
正确答案
解析
解:(1)受精卵发育的全能性最高,因此图1中的过程②选择受精卵作为tPA基因受体细胞.在形成羊受精卵的过程中,首先要给良种母羊注射适宜剂量的促性腺激素促进排卵,然后进行人工受精.
(2)如要通过④过程产生大量基因型相同的克隆羊,则该过程需要采用的关键技术有胚胎分割和胚胎移植.
(3)①若图2是重组tPA基因,在进行图3过程①操作时要用同一种限制性内切酶分别切割运载体和目的基因,形成相同的黏性末端.再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体.
②I是闭合双链的DNA分子,它与目的基因结合形成的Ⅱ为重组质粒(或DNA).受精卵发育的全能性最高,因此Ⅲ是导入了目的基因的羊的受精卵.
③A为多肽链,其基本单位是氨基酸.翻译时,tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子碱基互补配对.图3中C(mRNA)中有12个碱基,因此相应的基因中有24个碱基.
故答案为:
(1)受精卵发育的全能性最高 促性腺激素 人工受精
(2)细胞核移植、胚胎分割移植
(3)①同一种限制性内切酶 DNA连接
②重组质粒(或DNA) 受精卵
③氨基酸 mRNA 24
关于下列生物技术主要原理的表述,最准确的是( )
正确答案
解析
解:A、PCR:碱基互补配对原则和半保留复制原则,A错误;
B、植物体细胞杂交:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,B错误;
C、克隆动物的培育:动物细胞核的全能性,C错误;
D、试管动物的培育:动物的体内受精和早期胚胎发育,D正确.
故选:D.
如图是运用生物工程技术培育良种牛A、B、C的过程.请据图回答下列问题
(1)为了获得更多的卵母细胞,对良种奶牛需要用______激素处理.
(2)图中c、f表示的胚胎工程操作技术分别是______、______,其中c操作需要注意的是______;f过程要注意对供、受体进行______处理.
(3)图中②表示______,①会进一步发育成胎儿的______.
(4)将外源基因导入受精卵所引起的变异属于______.若天然蛋白质不能完全符合人类需要,则通过______对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质.
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.
(2)由以上分析可知,图中c表示胚胎分割技术,f表示胚胎移植技术;对囊胚期的胚胎进行胚胎分割时,需要对内细胞团均等分割,这样有利于胚胎的恢复和进一步发育.f为胚胎移植过程,该过程需要对供、受体进行同情发情处理,使胚胎移植入相同的生理环境.
(3)图中②是囊胚腔,①是滋养层细胞,将来发生成胎儿的胎盘和胎膜.
(4)将外源基因导入受精卵所引起的变异属于基因重组;若天然蛋白质不能完全符合人类需要,则通过基因改造或基因修饰对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质.
故答案为:
(1)超数排卵
(2)胚胎切割 胚胎移植 要对内细胞团进行均等分割 同情发情
(3)囊胚腔 胎盘或胎膜
(4)基因重组 基因改造或基因修饰
某种畜场出产优良奶牛供应周边牧区.回答相关问题.
(1)种畜场购买高产奶牛冷冻胚胎,通过______技术,从一枚胚胎可获得2-4头高产奶牛.
(2)技术人员运用胚胎细胞核移植与胚胎移植等技术手段,从一枚胚胎可获得更多的高产奶牛.用于核移植的卵母细胞要在体外培养到______期,将高产奶牛的______注入去核的卵母细胞后,还要用物理或化学方法激活细胞,目的是______.
(3)______所获得的重组胚胎,可用移植到同种的、______相同的受体母牛体内,使之继续发育为新高产奶牛个体.
(4)近年来技术人员尝试运用高产奶牛体细胞核移植技术,但体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是:______.
正确答案
解析
解:(1)来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此种畜场购买高产奶牛冷冻胚胎,通过胚胎分割技术,从一枚胚胎可获得2-4头高产奶牛.
(2)用于核移植的卵母细胞要在体外培养到MII中期,将高产奶牛的胚胎细胞(核)注入去核的卵母细胞后,还要用物理或化学方法激活细胞,目的是使其完成细胞分裂和发育进程.
(3)胚胎移植过程中,获取胚胎的方法包括手术法或非手术法;获得的胚胎可移植到同种的、生理状态相同的受体母牛体内,使之继续发育为新高产奶牛个体.
(4)动物体细胞(比胚胎细胞)分化程度高,恢复其全能性十分困难,所以体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植.
故答案为:
(1)胚胎分割
(2)MII中 (或答“减数第二次分裂中”)胚胎细胞(核) 使其完成细胞分裂和发育进程
(3)手术法或非手术法 生理状态
(4)动物体细胞(比胚胎细胞)分化程度高,恢复其全能性十分困难(或答“动物体细胞核(比胚胎细胞核)的全能性低,分化难度大”)
如图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、在进行体外受精时,获取的精子需获能后才能进行体外受精,A正确;
B、图中的②过程是受精作用,该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等过程,B错误;
C、③过程是卵裂过程,该过程的细胞增殖方式是有丝分裂,C正确;
D、④过程是将多细胞胚胎移入受体子宫的过程,属于胚胎移植过程,D正确.
故选:B.
克隆羊“多利”的问世,很快在全世界引发了一场大讨论,其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点.如图所示为人类“治疗性克隆”的大槪过程,请据图作答:
(1)过程A表示______,是目前实现体细胞克隆的关键技术,该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体,由[①]______细胞提供细胞质,进行人工重组.
(2)经过程B得到的结构中,______(填标号)是未分化的细胞,因而这些细胞被认为是胚胎干细胞.在体外培养条件下,胚胎干细胞具有增殖能力并保持______状态.
(3)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有______.
(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论,有一男子患有白血病,后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复,你认为这种做法______(填“符合”或“不符合”)伦理道德.
正确答案
解析
解:(1)图中A表示细胞核移植;①为卵(母)细胞.
(2)经过程B得到的结构为囊胚,其中④为内细胞团,内细胞团细胞是未分化的细胞,被认为是胚胎干细胞;胚胎干细胞在体外培养条件下能保持只增殖不分化的状态.
(3)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有全能性.
(4)有一男子患有白血病,后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复,这种做法符合伦理道德,因为脐带血不是来自于胚胎,其中的造血干细胞属于成体干细胞.(或脐带血是身外之物,属于废物利用,符合伦理道德).
故答案为:
(1)细胞核移植 (次级)卵(母)
(2)④未分化
(3)全能性
(4)符合
以下说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、受精结束的标志是雌、雄原核的融合,A正确;
B、在卵黄膜与透明带之间观察到两个极体是判断卵子是否受精的重要标志,B正确;
C、冲卵是指从供体母牛子宫中冲洗出早期胚胎,C错误;
D、保证胚胎在移植前后所处的生理环境一致的方法是用激素同时处理供体和受体,D正确.
故选:C.
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中获得的小牛,其遗传物质来源于______,细胞B的名称是______.
(2)应用2中牛完成体内受精的场所是______,刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为______,胚胎种植后可以通过______从母体获得正常发育所需要的物质.这种试管牛的产生,采用的胚胎工程技术有______(至少答出2种)等.
(3)应用3中细胞C、D分别取自______、______.
(4)应用4中通过______技术获得二分胚①和②,同时,可以通过取样______进行分子水平的早期胚胎性别鉴定;也可以在细胞水平上通过对______的分析进行性别鉴定.
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;在细胞核移植过程中,选择MⅡ期卵母细胞为受体细胞的原因:卵(母)细胞大,容易操作;卵(母)细胞质多,营养丰富;含有促使细胞全能性表达的物质.
(2)牛完成体内受精的场所是输卵管;一般发育到桑椹胚或囊胚时期时进行胚胎移植;这种试管牛的产生,采用的胚胎工程技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等.
(3)细胞C、D为胚胎干细胞,该细胞取自牛胎儿的原始性腺或早期胚胎细胞.
(4)应用4中通过胚胎分割技术获得二分胚①和②,得到两只小牛,可以取滋养层细胞进行性别鉴定;也可以在细胞水平上通过对染色体的分析进行性别鉴定.
故答案为:
(1)供体1和供体2 MⅡ期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞)
(2)输卵管 桑椹胚或囊胚 胎盘 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植
(3)原始性腺(或生殖腺) 早期胚胎(囊胚的内细胞团)
(4)胚胎分割 滋养层 染色体(或性染色体)
如图是转基因猕猴培育过程示意图,请据图回答:
(1)过程②中常用______的方法将目的基因导入受精卵.
(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______.
(3)从雄性猕猴附睾中取出的精子不能在体外使卵母细胞受精,需要用人工配置的______使精子获能.
(4)图中过程⑦称为______,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需对代孕雌猴作______处理.
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行______,操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行.若选用囊胚期的胚胎,操作过程需要特别注意的问题是______.
正确答案
解析
解:(1)过程②常采用显微注射的方法将目的基因导入受精卵.
(2)在体外培养受精卵时,给予一定量的O2以维持细胞呼吸,需要提供CO2气体以维持培养液的PH.
(3)从雄性猕猴附睾中取出的精子需要用人工配置的获能液使精子获能,才能在体外与卵母细胞受精.
(4)图中⑦表示胚胎移植,需对代孕雌猴用促性腺激素处理,使其同期发情,使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同.
(5)对早期胚胎进行胚胎分割,可同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎;若选用囊胚期的胚胎,需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.
故答案为:
(1)显微注射
(2)培养液的PH
(3)获能液
(4)胚胎移植 同期发情
(5)胚胎分割 将内细胞团均等分割
赖氨酸是人体必需氨基酸之一,可促进人体发育、增强免疫功能.如图为赖氨酸转基因克隆牛的培育流程,其中字母表示相应的操作过程.请回答:
(1)进行a操作前需要______,目的是______.
(2)为了获得较多的卵母细胞需要对供体注射______,卵母细胞要培养至______期,理由是______.
(3)卵母细胞培养过程会出现接触抑制,为使其继续增殖需要用胰蛋白酶处理,目的是______.
(4)b过程的原理是______,d过程的实质是______.
(5)某位同学欲验证赖氨基酸,他去一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入一定含量的赖氨酸,配成食物A;另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物,配成食物B来饲喂正常年幼大鼠,你认为该同学的方案可行吗?若有错误,请予以纠正______.
正确答案
解析
解:(1)在将目的基因导入受体细胞之前要构建基因表达载体.目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达.
(2)为了获得较多的卵母细胞需要对供体注射促性腺激素.卵母细胞要培养至减数第二次分裂中期(或MⅡ中期)才具有受精能力.
(3)卵母细胞培养过程会出现接触抑制,为使其继续增殖需要用胰蛋白酶处理,目的是使细胞分散成单个细胞.
(4)动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移.
(5)该同学的方案不可行.应以不含蛋白质和氨基酸的食物,加入含量和比例适宜的20种氨基酸,配成食物A,另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入除赖氨酸以外的19种氨基酸,配成食物B,其含量和比例与食物A中相同.
故答案为:
(1)构建基因表达载体 使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达
(2)促性腺激素 减数第二次分裂中(或MⅡ中) 该时期的卵母细胞才具有受精能力
(3)使细胞分散开
(4)动物细胞核的全能性 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
(5)不可行 应以不含蛋白质和氨基酸的食物,加入含量和比例适宜的20种氨基酸,配成食物A,另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入除赖氨酸以外的19种氨基酸,配成食物B,其含量和比例与食物A中相同
下列相关叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、植物细胞组织培养经过脱分化、脱分化而形成试管苗,A错误;
B、质粒上的抗生素抗性基因作为标记基因,目的是便于筛选,B错误;
C、种植抗虫棉可以减少农药的使用量,起到保护环境的作用,但也可能会造成基因污染,C错误;
D、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,D正确.
故选:D.
下列关于胚胎工程的叙述,错误的是( )
正确答案
解析
解:A、体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精,A错误;
B、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,B正确;
C、不同物种的受精卵可能发育到不同的阶段进行胚胎移植,C正确;
D、试管婴儿的培育主要采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,属于有性生殖,D正确.
故选:A.
下列关于胚胎工程的叙述中,不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、试管婴儿利用了体外受精和胚胎移植技术,A正确;
B、胚胎分割的时期是囊胚或桑椹胚,B正确;
C、胚胎移植前需要用激素处理受体母畜,以达到同期发情处理,C正确;
D、动物细胞培养过程需要加入血清血浆等物质,D错误.
故选:D.
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.
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)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)阶段才能用于实验.
(3)动物细胞分化程度高,不容易恢复全能性,因此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.
(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)一般情况下,体外扩增目的基因常用的方法是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,细胞会停止分裂增值,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,需要用胰蛋白处理.
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
下列有关胚胎工程的叙述,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割,A错误;
B、用骨髓移植法治疗白血病的最大缺点是发生排斥反应,B错误;
C、利用干细胞治疗某些顽疾的过程中并没有形成完整个体,不能体现干细胞的全能性,C错误;
D、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,D正确.
故选:D.
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