高中生物胚胎分割移植综合题

[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：                                          。

“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答。

（1）试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是    
A 有性生殖    B 组织培养    C 克隆技术   D基因工程
（2）人的受精卵通过卵裂形成大量细胞，这种卵裂的细胞分裂方式为____________。
（3）该图所示的时期是胚胎发育的__________时期。
（4）“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？______________(填序号)
①体外细胞培养 ②人工受精 ③胚胎移植 ④核移植
（5）要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是___________，双胞胎的性别是否相同？______________.原因是___________________.
（6）“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是___________________.
（7）现在大多数人反对设计试管婴儿性别，其原因是_________________。

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）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。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__________。

英国纽卡斯尔大学约翰·伯恩教授领导的研究小组2008年4月1日宣布，他们已从人的皮肤细胞中提取出细胞核，然后将其植入几乎被完全剔除了遗传信息的牛卵细胞或兔卵细胞中，从而培育出半人半兽混合胚胎（如图所示）。该胚胎发育到第三天时已含有32个细胞，研究人员希望它能继续生长到六天，再从胚胎中取出干细胞供医学研究使用。

（1）有人担心此项研究会培育出“牛头人身”式的怪物，而生物学家认为不可能，支持生物学家的理由是_____________________________________________________。
（2）核移植过程中用物理或化学方法如电脉冲激活受体细胞，其目的是______________________
（3）从早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞，这类细胞的形态特征有_______________________________________________________； ES细胞在饲养层细胞上，或添加___________________的培养液中，能够维持不分化的状态，在培养液中加入_________________________则可诱导ES细胞分化。

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。

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。

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。

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。