[生物—选修3：现代生物科技专题]
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： 。
【生物—选修3现代生物科技专题】荷斯坦奶牛是世界上产奶量最高的奶牛品种之一。某良种公司引进纯种的荷斯坦奶牛，利用本地黄牛进行高效繁殖。请回答下列问题。
（l）在进行体外受精前，收集的良种奶牛的精子需要通过 法或____法进行获能处理，卵母细胞需要培养到 （时期）。
（2）防止多精入卵受精的两道屏障是____ 和 。体外受精后，应将受精卵转移到 中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
（3）胚胎移植能否成功，与供体和受体的 （时期）的有关。由于 ，胚胎在受体内可存活。
（4）为了提高胚胎的利用率，可用 技术，在 时期对胚胎进行操作。
（5）欲充分利用本地黄牛的卵母细胞，还可以采用 获得高产奶牛。
（每空2分，10分）某正常夫妻生下的一个血友病男孩，不幸在一次意外中大量失血死亡。该夫妻想借助试管婴儿技术再生一个健康孩子。请结合你所学的知识帮他们解决有关问题：
（1）人类精子是在 （器官）内形成的，从初情期（青春期）期开始，直到生殖机能减退，而女性卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在 （时期）完成的，这是精子和卵子发生上的重要区别。
（2）在体外受精时，精子首先要进行 处理，精子与卵子在体外受精后，应移入发育培养液中继续培养，以便检查受精状况和受精卵的发育能力。
（3）人的体外受精胚胎，在8-16个细胞阶段可以移植，而牛羊一般要培养到 阶段才能移植。
（4）医生建议这对夫妇最好选择女性胎儿，这需要在胚胎移植前取1-2个细胞观察 或做DNA分析来做性别鉴定。
人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：
a．将人体血清白蛋白基因导入“雌性奶牛胚胎”的细胞中，形成重组细胞①；
b．取出重组细胞①的细胞核，注入去核牛卵细胞中，形成重组细胞②；
c．电脉冲刺激重组细胞②促使其形成早期胚胎；
d．将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题：
（1）重组细胞①和②中 （①／②）实现了基因的重组。
（2）在实验过程a中要选择 “雌性奶牛胚胎”的原因是 。
（3）实验过程b利用的技术是 ，胚胎工程操作中最后环节是 。
（4）若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，让其分别发育成小牛，这些小牛的基因型
（相同／不同） ，理由是 。
（5）运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞（ES细胞），培养如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，可以用 处理内细胞团，使之分散成单个细胞。在饲养层上培养可维持细胞 状态。
（6）哺乳动物的胚胎的营养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及 等物质。
科学家从哺乳动物早期胚胎中分离出一类胚胎干细胞（ES细胞），并进一步将ES细胞诱导分化出某些组织细胞，如图所示：
(1) 过程①中胚胎干细胞(ES细胞)可由囊胚的 分离培养获得。ES细胞体积小，细胞核大、核仁明显，在功能上具有发育的 。
（2）过程②中相同的胚胎干细胞可产生多种多样的细胞，其本质原因是_________________。
(3)获得的动物细胞的初次培养称为 ，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为 。在培养过程中，将细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是 。为防止杂菌的污染培养基中要加入一定的 。
（4）科学家已能利用患者的体细胞去分化获得与ES细胞功能相似的诱导性多能干细胞(iPS)，人类有望利用iPS细胞进行定向 后用于糖尿病、肝衰竭、心衰竭等疾病的细胞移植治疗，而不会发生 反应。
下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：
（1）胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_________期的内细胞团或胎儿的_____中分离得到的一类细胞。
（2）图中分化程度最低的干细胞是______。在体外培养条件下，培养液中加入___因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
（3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因___________的结果。
（4）某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓的治疗的实质是将上图的______________细胞移植到患者体内。
（5）若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的___________，其原因是___________。
（6）若某药物可抑制肝肿瘤细胞NDA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的______________期。
（7）在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用__________细胞与骨髓细胞融合，经多交筛选最终得到能分泌__________________的杂交瘤细胞。
内蒙古白绒山羊的血管内皮生长因子基因（VEGF164），若在皮肤毛囊细胞中特异性表达，可促进毛囊发育和毛发生长，显著提高羊毛产量。科学家将该基因导入羊胎儿的成纤维细胞核，成功培育出转基因克隆山羊。技术流程如下图，其中EcoRⅠ、SalⅠ、SphⅠ为限制酶。
请据图回答。
⑴在构建基因表达载体的过程中，应采用______（填限制酶名称）对质粒和含绿色荧光基因的DNA片段进行酶切，再经相应处理形成重组质粒。其中绿色荧光基因的作用是______。
⑵要使VEGF164在皮肤毛囊中表达，须将它与羊绒蛋白基因的______等调控组件重组起来，构建基因表达载体。
⑶图中①将基因表达载体导入胎儿成纤维细胞核的方法是______。将导入成功的细胞核注入到去核的卵母细胞构成重组细胞，培养成早期胚胎，经图中②______技术可培育成转基因克隆山羊。
下图表示胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程，看图回答下列各题。
（1）用促性腺激素对供体母牛进行___________处理。
（2）冲卵是把供体母牛子宫内的__________冲洗出来，这是因为早期的该结构处于_________状态，冲卵后，对其进行质量检查，这时它应发育到___________阶段。
（3）移入受体的供体胚胎的__________在孕育过程中不受任何影响。进行胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的___________。
（4）为了得到更多的相同优良个体，可进行_____处理，在操作时，要特别注意将囊胚的_____________________，否则会影响操作后胚胎的__________和进一步___________。
（5）为选择某一性别的胚胎，可选取__________细胞进行DNA分析鉴定。
请回答有关下图的问题:
(1)图甲中①~⑤所示的生物工程为 。
(2)如图乙,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,在基因尾端还必须有[2] ;图中[3] 的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
(3)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产,则构建基因表达载体时,图乙中序号[1]代表的是 ;且在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选,保留含性染色体 的精子。
(4)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用激素对供体做 处理;若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢,则其在⑧之前需进行体外培养到 期方能受精。
(5)用 技术处理发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎,可获得同卵双胎或多胎。
随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答:
(1)此生产过程是基因工程、细胞工程、 等现代生物工程技术的综合运用。其中在细胞工程层面上应用的技术手段有动物细胞培养和 。
(2)在基因工程中,将②进行扩增常用 技术。在②进入③之前要用 、DNA连接酶、运载体等工具来构建基因表达载体。
(3)图中①一般经 酶处理可以得到③。
(4)表示④到⑤过程中正确的操作方法是 (填下图字母),把⑤移入⑥的最佳时期是 。
因为猪的基因和人类的基因存在一定相似度,据报道经过特殊处理的猪皮可在人身上存活3周左右,起到保护创面免受感染的作用。移植猪皮后,还要在猪皮上开很多小口,移植患者的自体皮放入其中,自体皮慢慢生长,覆盖裸露的皮肤,而猪皮最终会掉光。为了使移植的猪皮存活更长时间,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪。其简单流程如下图所示:
(1)过程①中形成重组DNA常用的酶有 和 ;将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是 。
(2)过程②中,常用 酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒的环境、 、温度和pH、 。
(3)过程③中所用的胚胎工程技术是 ,然后将早期胚胎移入另一头与供体 ,但未经配种的代孕母猪的相应部位。
(4)图中的卵母细胞应在体外培养到 期。
(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 。
(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的时期有 。
(4)图中标号3为 ,它将来可发育为胎膜和胎盘。
(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不一定相同,原因是
。
已知哺乳动物的早期胚胎发育分为:受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚→囊胚→原肠胚几个阶段,请回答胚胎发育及胚胎工程相关问题。
(1)从受精卵到桑椹胚阶段,细胞分裂的方式是 。透明带内有机物总量在 (减少、增加)。最早的细胞分化发生在 期,其中 发育成胎儿的各种组织,滋养层发育成胎儿的和 。
(2)胚胎移植需对供、受体母牛进行 ,用激素对供体母牛作 处理,把供体母牛子宫内的胚胎冲出来,叫做 。
(3)胚胎分割是将发育良好、形态正常的 或 移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或者分割刀进行分割。二分胚分割技术在进行分割时,要注意将内细胞团 分割。胚胎分割产生的个体具有 特征。
请回答胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、 、 以及在母体中发育和产出等过程。
(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,使其 。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是 。
(4)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是 、 基因表达载体的构建、 和 。若要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及其启动子、 、 、 和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是 (显微注射法、农杆菌转化法),为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是 (受精卵、乳腺细胞)。
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。流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁生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。
(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。
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