胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答下列问题:
(1)在动物体内卵子的发生过程中,减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体 ,当次级卵母细胞发育到 时期时才具备与精子受精的能力,受精的场所是 ,判断卵子是否受精的重要标志是____ 。
(2)受精过程中防止多精入卵的两道屏障是____ 和 。
(3)胚胎发育过程首先是卵裂,所得每个子细胞的体积比受精卵___ _,胚胎发育到 期会导致透明带破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫做孵化。
(4)胚胎干细胞是由囊胚的____ 或 中分离出来的一类细胞,在人类疾病治疗和科学研究中有着广泛的应用。
(每空1分,共8分)请根据下图,回答有关体外受精和早期胚胎培养的问题:
(1)对于小鼠、兔、羊等实验动物,卵母细胞的采集方法是用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,从___________中冲取卵子,_________(可以/不可以)直接与获能的精子在体外受精。
(2)在体外受精前,要对精子进行获能处理。通常采用的方法有培养法和________________。
(3)获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下都可以在________________溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(4)受精作用过程中,防止多精子入卵的第一道屏障是________________,它发生在精子触及________________的瞬间;防止多精子入卵的第二道屏障是________________。
(5)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入________________培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。
请回答下列问题:
(1)卵子和精子发生上的重要区别是卵泡的形成和在卵巢内的储备是在 期完成的,而精子的发生过程是在人体 期后再发生MⅠ和MⅡ。
(2)胚胎发育的阶段:卵裂期(在 内完成)→桑椹胚[这一阶段前的每一个细胞均属 细胞]→囊胚→原肠胚(新形成的由内胚层包围的囊腔是 )→幼体。
(3)胚胎移植技术中供体的主要职能是 ,受体的主要职能是 。
(4)动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,融合后形成的具有原来两个或多个细胞 的单核细胞,称为 。用荧光标记某一动物细胞膜上的蛋白质,再用激光将其中某区域的荧光淬灭后形成漂白区,实验过程及结果如下,该实验表明 是动物细胞融合的基础。
请回答胚胎工程方面的问题:
(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)胚胎干细胞(又称为ES细胞)除来源于早期胚胎外,还可来于 。
(5)胚胎干细胞在体外培养过程中,必须在含有5%CO2的培养箱中进行培养,CO2的主要作用是 ;胚胎干细胞在体外诱导可以定向分化成各种类型的细胞,利用分子杂交技术可以检测细胞分化过程中遗传物质不变,只是表达的基因不同。请简述其检测过程
。
(6)通过ES细胞培育出的人造器官,在临床应用上的最大优点是解决了移植器官和患者之间的 问题。
利用转基因奶牛乳腺生物反应器可生产人的生长激素,根据下图回答有关问题。
(1)基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有_________、__________以及标记基因等。
(2)在体外受精前,要对精子进行__________处理,对于牛的精子常采用______。
(3)图中①过程常采用____________,图中②过程的培养液成分比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、_______、氨基酸、核苷酸等成分,以及_______等物质。
(4)早期胚胎发育到____________才进行移植。
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、 、胚胎移植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 ,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)在体外培养精卵时,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 。
(5)哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精?( )
A.顶体反应 | B.精子穿越卵子透明带触及卵黄膜,导致透明带反应 |
C.精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应 | D.精子入卵后,触发卵黄膜封闭作用 |
(6)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 。
(7)受体母牛必须和供体牛属于 。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。
下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 。
(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。
【现代生物科技专题】人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下:
(1)htPA基因与载体用_________切割后,通过DNA连接酶连接,以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用_________技术。
(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其__________。采集的精子需要经过__________,才具备受精能力。
(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是__________。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行__________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的__________。
(4)若在转ht-PA基因母羊的羊乳中检测到__________,说明目的基因成功表达。
【生物——选3现代生物科技专题】某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题,引进了具高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
(1)拟进行如下杂交:
♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C
选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常 。若C中的母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并不提高,说明高产奶是 (显/隐)性性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛,根据现有A、B、C三种类型,最佳杂交组合是 ,后代中出现这种母牛的概率是 (假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。
(2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。图中数字标号代表过程。
卵子的成熟在过程 中完成。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应对胚胎的 进行鉴定。子代母牛的优良性状与过程 的基因重组有关。
(3)为了提高已有胚胎的利用率,可采取 技术。
下图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程。回答下列问题:
(1)①过程表示______________;②过程用到的工具酶是________________。
(2)构建基因表达载体时,目的基因的首端必须含有 ,以利于目的基因的表达。③过程常用的方法是 。
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用_____________技术。
(4)细胞Ⅱ的特点是 。
(5)若要预防H7N9禽流感,可用图中的________________作为疫苗。
(6)传统农业中,植物秸秆往往是通过焚烧以便使其中的无机盐还田,该做法的最大缺点是会造成环境污染;而现代农业中,在充分利用能量、减少环境污染的同时,通过饲养家禽、家畜,提高农民经济收入,使保护环境和发展经济相互协调,这主要体现了生态工程的________________原理。
下图为海星胚胎发育过程中某时期的示意图,请据图完成问题:
(1)该时期为胚胎发育过程的________期,其内的空腔称为________,随着胚胎发育的进行,该腔的容积将逐渐________。
(2)该图上一时期为________,该图下一时期为________________。
(3)请在图中用箭头标出细胞a和b的移动方向。
(4)在该图的下一时期,a细胞最可能成为________胚层的一部分,b细胞最可能成为_______胚层的一部分。
阅读如下资料:
资料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题:
资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为 体,兔乙称为 体。
(共12分)阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题:
(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。
(2)材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造一种 的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的,生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为 体,兔乙称为 体。