- 胚胎工程的建立
- 共2474题
胚胎的发育过程受细胞核和细胞质、胚胎各细胞群之间的相互作用的制约。下图是施佩曼的三个实验,请分析回答:(注:灰新月区是指蝾螈受精卵上的一个浅灰色的半月形区带,该区属于细胞质的一部分。)
(1)1928年,德国学者施佩曼做了一个实验:他用较细的婴儿头发将蝾螈的受精卵结扎成两个半球状,其中的一个半球中含灰新月区和细胞核,另一个不含这个区带。结果前者发育成了胚胎,后者则不能。即使后者含有细胞核,细胞也不能分化,只能发育成没有一定形状的团块。该实验说明了_________。
(2)施佩曼的第二个实验也是将受精卵结扎,两个半球都含灰新月区,但一个半球含细胞核,另一个半球不含细胞核。结果有细胞核的半球能够进行正常的卵裂,没有细胞核的则不能卵裂。在16个或32个细胞的时期,他让一个细胞核通过结扎处进入无核的半球,结果这个半球也开始卵裂,并且发育成了正常胚胎。该实验说明了__________,结合你所学的知识分析其原因是________。
(3)施佩曼的第三个实验:将原肠胚的胚孔背唇(能发育成脊索,而脊索上方的外胚层细胞则分化成神经组织)切下来,移植到另一个正常原肠胚的腹部。实验结果:移植物发育成第二条脊索,并且在移植物的上方出现了一条神经板,最后这个原肠胚发育成了一个双头怪物。该实验表明:在移植物的作用下,移植物周围的胚层__________。
(4)结合上述三个实验,可以推断__________。
正确答案
(1)灰新月区(细胞质)在胚胎正常发育过程中起着重要的作用
(2)在胚胎发育过程中细胞核起主导作用 细胞内的绝大部分基因位于细胞核内的染色体上,通过转录产生的mRNA进入细胞质,翻译成各种蛋白质,从而决定个体发育的方向
(3)改变了原来的发育方向,发育成了神经组织以至整个头部
(4)细胞核在胚胎发育过程中起主导作用,但是细胞核的活动要受到细胞质的调节和制约,胚胎各细胞群之间的相互作用也会影响胚胎发育的过程
如图为成熟精子的结构示意图,请据图完成下列问题([ ]内填号码):
(1)图中[ ]顶体是由_________发育来的,在受精作用时发生___________反应,释放___________,溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。
(2)[④]由_________演变而成,[③]聚集许多___________,这是与________相适应的。
(3)获能的精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜完成受精作用,会产生两次生理反应,阻止其他精子入卵受精,即
①._______________________________;
②._______________________________。
正确答案
(1)② 高尔基体 顶体 顶体酶
(2)中心体 线粒体 精子尾部的运动消耗能量
(3)透明带反应 卵黄膜封闭作用
2n/4n嵌合体胚胎是指用四倍体(4n)胚胎与二倍体(2n)胚胎或胚胎干细胞(ES细胞)进行聚合,形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。2n/4n嵌合体胚胎的构建常用方法如下图,请据图分析回答问题:
(1)受精卵是胚胎发育的开端,图中的卵细胞成熟后,才具备与精于受精的能力,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)2n/4n嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有:___________________。
(4)ES细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动物相比,遗传物质来源的区别主要是:_____。
正确答案
(1)获能
(2)囊胚 具有发育的全能性
(3)动物细胞培养、动物细胞融合和胚胎移植
(4)用ES细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体,而用核移植方法克隆的动物只是核型一致,但胞质类型却不一定相同
阅读下列材料并回答有关问题:
生物科学的飞速发展,也给人类自身的发展带来极大的方便。人类第一个试管婴儿于1978年诞生于英国,婴儿名叫路易斯·布朗,由产科医生和剑桥大学的生物学教授合作,从婴儿母体的卵巢滤泡中取出卵细胞,同时采取了婴儿父亲的精液,使卵细胞和精子成功地在试管中完成受精作用。然后将受精卵放在特制培养液的试管中,保持一定的温度,使受精卵发育至胚泡时期,再移植到母体内完成发育过程。体内受精的受精卵,在女性的输卵管中即开始了胚胎发育,受精卵一边分裂一边沿输卵管下行,2~3天后到达子宫,那时的胚胎是由许多细胞构成的中空的小球体,称为胚泡。受精一周后,胚泡植入增厚的子宫内膜中。
(1)受精卵在正常人体内形成的场所及进行细胞分裂的方式分别是_________。
A.子宫、有丝分裂 B.输卵管、有丝分裂 C.子宫、减数分裂 D.输卵管、减数分裂
(2)植入母体的胚泡,其实就是人体胚胎发育的_______时期。
(3)受精卵在试管中,必须保持一定的温度,该温度约为___________。目的是为了________。
(4)胚泡在子宫内发育到一定阶段会在外周形成一个保护层,里面充满了液体,这些结构的出现对胚胎发育有什么重要意义?_____________。
正确答案
(1)B
(2)囊胚
(3)37℃ 保持酶的最适活性,维持受精卵细胞的正常代谢和分裂
(4)不仅保证了胚胎发育所需的水环境,还具有防震和保护作用,增强了对陆地环境的适应能力
(附加题)下图是对牛胚胎所作的技术处理,请据图分析回答:
(1)图中所示牛的胚胎发育处于_______时期。其中A、C、D代表的结构名称分别是:A________;C_______;D_______。
(2)甲过程代表的技术是_______,操作时的技术关键是_________,该技术在实践中的主要应用意义是___________;乙过程取滋养层可用于____________。
正确答案
(1)囊胚 囊胚腔 滋养层 内细胞团
(2)胚胎分割 将内细胞团均等分割 提高胚胎利用率 性别鉴定
回答下列有关胚胎工程的问题:
(1)在输卵管内,次级卵母细胞的减数第二次分裂是在______过程中完成的。判断卵子是否受精的重要标志是________。
(2)在哺乳动物的受精过程中,有哪些机制可以防止多个精子卵_____________。
(3)冲卵得到胚胎之后要进行质量检查,胚胎应发育到__________阶段。
(4)在胚胎工程中通过任何一项技术,如________、________、________等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。
(5)胚胎干细胞体外培养时需要的条件是________、________、_________、__________。
正确答案
(1)精子和卵细胞结合 在卵黄膜和透明带的间隙里可以观察到两个极体
(2)透明带反应和卵黄膜封闭作用
(3)桑椹胚或囊胚
(4)转基因 核移植 体外受精
(5)无菌无毒 适宜温度和pH 充足的营养 一定的气体环境
应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳汁生产血清白蛋白,既提高了产量,又有了安全保障。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)上述过程涉及到的技术有________________(至少3个)
(2)一般情况下,良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法:________________。
(3)图中①一般经__________________处理可以得到③,在①→③的培养过,需向培养液中通入一定量的CO2,其目的是__________________a过程细胞发生的变化是__________________。
(4)在胚胎发育过程中,囊胚时期的_______________细胞将发育成幼体的各种组织。
(5)③到⑥体现了___________。要实现⑥批量生产血清白蛋白,则要求①的性别是______________。
正确答案
(1)转基因、核移植、细胞培养、胚胎移植(三个即可)
(2)注射促性腺激素
(3)胰蛋白酶 维持培养液的pH值 分裂和分化
(4)内细胞(或胚胎干细胞)
(5)核移植技术和胚胎移植的过程 雌性
人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑熏重。如果应用现代生物科学技术,将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)以上①→⑤过程涉及到的现代生物技术中,属于细胞工程的有________、________。
(2)在基因工程中,我们称①为目的基因,请你举出获取目的基因的主要方法:________、_______(至少答两种)。将①导入③的常用方法是___________。
(3)胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将________,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。来自同一胚胎的后代具有相同遗传物质,因此,胚胎分割可以看做动物________繁殖的方法之一。
(4)在胚胎发育过程中,囊胚进一步扩大,会导致___________破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫做___________。
正确答案
(1)核移植技术 动物细胞培养
(2)基因文库中提取 PCR技术扩增(或人工化学合成) 显微注射法
(3)内细胞团均等分割 无性(克隆)
(4)透明带 孵化
下图为牛胚胎移植示意图,请据图回答:
(1)牛胚胎移植程序中,①通常是采用________进行同期发情处理,然后②用_________激素使供体母牛超数排卵。
(2)③对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到_________或_________阶段。
(3)④胚胎移植过程一般有_________和__________两种方法。
(4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同?________,为什么?__________________。
(5)进行胚胎移植的优势是_______________________。
(6)冲卵的生理基础是___________________________。
正确答案
(1)性激素 促性腺
(2)桑椹胚 囊胚
(3)手术法 非手术法
(4)不相同 因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛,且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响
(5)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
(6)早期胚胎形成后,处于游离状态,未与母体子宫建立组织上的联系
人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取。如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下:
Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成受精卵;
Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;
Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。请回答下列问题:
(1)一般情况下,良种奶牛所排出的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,通过________的方法可以获得更多卵母细胞。
(2)步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对精子进行__________处理。
(3)步骤Ⅱ中,将目的基因导入受精卵最为有效的方法是__________。导入前,需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤属于基因工程操作“四步曲”中的___________。
(4)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素和_____________。
(5)若需迅速得到大量转基因奶牛,可采用下列处理方法:在步骤Ⅳ中将早期胚胎分离成若干个胚胎,让其分别发育成一头小牛。进行上述操作时,应选择发育至____________阶段的胚胎进行操作,分割时必须注意要将早期胚胎中的_______________均等分割。
正确答案
(1)用促性腺激素处理(或使其超数排卵处理,或从屠宰场已屠宰母牛的卵巢中采集、培养,答出其中之一即可)
(2)获能
(3)显微注射(技术);基因表达载体的构建
(4)动物血清
(5)囊胚(或桑椹胚);内细胞团
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