请回答下列有关胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)目前,科学家通过细胞核移植实验,培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中,一般通过____________(物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到_____________阶段时,将胚胎植入同种的、__________相同的另一雌性(代孕)动物体内。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行_____处理。另外,培养的卵母细胞需要发育至_____________,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是_______________。
(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因的启动子、________________、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的_______________(填“受精卵”或“乳腺细胞”),导入方法是_______________。
一对健康夫妇生下一男婴,一岁时脑出血死亡,二年后女方怀孕6个月时,经羊水及脐带血诊断为男孩且患血友病,遂引产。于是夫妇俩到广州中山医附属一院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎,抽取每个胚胎1-2个细胞检查后,选两个胚胎移植,最后一个移植成功,出生了一健康女婴,她是我国第三代试管婴儿。请回答:
(1)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕生产的过程的相同之处是 ,不同点在于_______________________________。
(2)医生抽取活体囊胚后,可取_______________的1或2个细胞作性别鉴定,只需要通过显微镜观察____________就可判断早期胚胎的性别,你认为医生应选用____________性胚胎进行移植,这个实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。
中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植人去核后的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中,错误的是
A.在形成早期胚胎的过程中,依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段 |
B.兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性 |
C.克隆出的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息 |
D.在形成早期胚胎的过程中,尚未出现细胞的分化 |
一般情况下,下列的细胞中分化程度由高到低的顺序依次是
①卵细胞 ②受精卵 ③胚胎干细胞 ④造血干细胞 ⑤神经细胞
A.⑤①②③④ | B.⑤③①②④ | C.⑤①④②③ | D.⑤①④③② |
胚胎干细胞功能特性不包括
A.具有发育的全能性 |
B.体外培养可以任意分化成各种组织、器官 |
C.冷冻保存可以进行遗传改造 |
D.可以进行增殖 |
受精过程的顺序为
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
A.①②③④⑤⑥ | B.③②④⑤⑥① | C.④⑤②①③⑥ | D.③④②⑤⑥① |
当卵母细胞达到( )时期时,才具备与精子受精的能力
A.减数第二次分裂后期 | B.减数第一次分裂末期 |
C.减数第二次分裂中期 | D.减数第二次分裂结束成熟 |
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
A.防止受体牛不愿意接受胚胎 |
B.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 |
C.只要发情排卵后,各阶段时间内的变化,供、受体生理状态完全相同 |
D.同期发情处理后,卵细胞和精子受精结合能力强 |
科学家将四种遗传基因导入皮肤细胞,发现皮肤细胞可转化为具有胚胎干细胞特性的细胞即诱导多能干细胞(iPS)。回答下列问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞是由早期胚胎或 中分离出来的一类细胞,在功能上具有发育的 。胚胎干细胞具有与早期胚胎细胞相似的形态结构: 、 、 。
(2)将四种遗传基因导入皮肤细胞需要用到的工具酶有 、 。iPS的形成说明导入的四种遗传基因能够影响皮肤细胞中基因的 。皮肤细胞能够被诱导形成iPS,是因为皮肤细胞具有 。
(3)在培养iPS的培养液中加入 ,可以诱导iPS分化成不同的组织和器官,解决器官移植中的 和 两大难题。培养胚胎干细胞的培养液中还必须加入 、 。细胞培养所需的气体主要有 。
Ⅰ(10分)下面是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图,其中甲表示神经中枢,乙、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究神经元A是传出神经元还是传入神经元,结合所给器材完成以下内容。
材料:从蛙体内剥离出的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。供选择仪器:剪刀,电刺激仪,微电流计。
(1)如果该反射弧的效应器为传出神经末梢及其连接的肌肉。探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(只在神经元A上完成):
①先用剪刀在神经元A的 将其剪断;
②再用电刺激仪刺激神经元A上的实验位点 ,若 ,则神经元A为传入神经元,反之则为传出神经元。
(2)如果在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性,探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(每个实验位点只能用一次):
①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外;
②用电刺激仪刺激实验位点________,若微电流计的指针偏转________次,则神经元A为传出神经元;若微电流计的指针偏转 次,则神经元A为传入神经元。该实验结果表明兴奋在神经元间传递的特点为 ,具有这种特点的原因是______________。
Ⅱ. (9分) 下图为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 。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培育过程中作为外源基因的受体细胞,主要原因是 。
(3)图中数字标号③代表的结构为 ,③将来发育为 ,c→d过程需对其均等分割的目的是 和 。 A、B牛基因型是否相同? 。
(4)以上培育过程中,用到的生物技术名称是 (至少答两个)
我国科技人员历经多年,成功培育出一批人乳铁蛋白转基因奶牛,其牛奶中的重组人乳铁蛋白含量在国际上是最高的,转基因奶牛培育过程如图所示,据图回答下列问题。
(1)转基因过程用到的工具酶有 ;含目的基因的载体除包括目的基因外,还必须有
及标记基因等;方法C是 技术。
(2)精子体外获能通常采用培养法和 两种方法。
(3)图中的A和B分别表示 过程,A中的培养液除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、 等营养成分,以及血清等物质。
(4)如果想同时获得更多的相同子代,可采用 技术,若对囊胚操作,应注意 。
[生物—选修3现代生物科技专题](15分)
下图为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程,据图回答下列问题:
(1)克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是________技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为前者是 生殖(填“无性生殖”或“有性生殖”),后者是 生殖(填“无性生殖”或“有性生殖”)。
(2)一般用_________激素对供体母牛做超数排卵处理。用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。
(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)纯种荷斯坦奶牛效殖成功原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立 ,但是移入受体的供体胚胎的 在孕育过程中不受任何影响。
(5)某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛,科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体;再将其导入受精卵中;然后还要采用DNA分子杂交技术检测 。
[生物——选修3:现代生物科技专题]2013年7月,中国试管婴儿之母——卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时,部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用 处理,促进母亲排出更多的卵子。
(2)胚胎发育的卵裂期在 (填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成由32细胞左右的桑椹胚,可用于胚胎移植,而胚胎移植属于胚胎工程的常用技术之一。胚胎工程是指对动物的早期胚胎或 所进行的多种显微操作和处理技术。还包括体外受精、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。
(3)为了某些需要,需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个 (填“部位”)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作 ,以 为模板进行PCR扩增;与SRY特异性探针出现阳性反应者,胚胎为 性。
(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆,即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于 和 之间的第一极体一并吸出。