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。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)。
(8分)通过现代生物技术可利用动物乳汁生产血清蛋白,下图为相关操作流程示意图。请据图回答:
(1)图示操作过程涉及的现代生物技术有 、 等。
(2)一般情况下,奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,通常对供体母牛用 激素处理。
(3)在基因工程中,②为 ,如果②的数量太少,常用 技术扩增,②导入③的常用方法是 。
(4)若⑤为囊胚,⑤→⑥过程为胚胎分割,则该操作的注意点是 。
目前,英国研究人员利用最新的3D打印技术,“打印”出了活体胚胎干细胞。实验证明,这些干细胞仍能保持着人体胚胎干细胞的正常分化能力。科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞,在实验室已成功克隆出数个人体胚胎,进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞。请回答:
(1)自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或中分离出来的一类细胞。
(2)上述过程中要应用到动物细胞工程技术有 、 。胚胎干细胞在形态上表现为体积小,细胞核大, 明显;在功能上具有 。
(3)将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变,在分子水平上需要采用 技术。
(4)若选用囊胚进行胚胎分割,要注意对其做到均等分割。
(5)胚胎移植是否成功,与供体和受体的生理状况有关。大量的研究已经证明,为胚胎在受体内存活提供可能的生理基础是 。
(10分)牛胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答下面的问题。
(1)图中a、b、c过程分别是指 、 、 。
(2)供体母牛的主要职能是 ;其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行 处理。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是 ;处理的时期是 ;理由是 。
(4)从哺乳动物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 。
(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些?
。
(1)在哺乳动物的核转移实验中,一般通过 (物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到 阶段时,将胚胎移入受体(代孕)动物体内。
(2)一般情况下,体外扩增目的基因常用的方法是 。在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的 。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用 处理。
(3)获取干扰素的传统方法是从人的白细胞中提取,但产量很低。科学家利用 酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子(即RNA聚合酶 的部位)等调控组件连接在一起,采用 的方法将重组DNA导入牛的 细胞中,经胚胎早期培养一段时间后移植入母体内发育成熟,即可获得能产生干扰素的转基因牛,大大提高了干扰素的产量。
回答下列有关问题:
(1)哺乳动物的卵子发生是在雌性动物的卵巢内完成的。卵原细胞演变为初级卵母细胞并依次经过两次分裂,减数第一次分裂是在____________前后完成的,减数第二次分裂是在____________过程中完成的。当观察到卵细胞膜与透明带之间有____________时, 说明卵子已受精。
(2)哺乳动物卵原细胞演变为初级卵母细胞,卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在____________时期完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别。刚排出的精子不能立即与卵子结合,必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后,才具备受精能力,这一生理现象叫做_______________。
(3)体外受精是对体内受精的模拟操作,首先对实验动物用____________处理,使其排出更多的卵子,受精时,可以在获能液或者专用受精溶液完成受精。
(4)精卵体外受精后,应将受精卵移入发育培养液培养,它的成分比较复杂,除了一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸、________等物质。
(5)对于“试管动物”的正确理解是_____________。
A.属于无性生殖 | B.属于有性生殖 | C.体外受精 | D.体内受精 E.体外发育 F.体内发育 |
G.运用基因工程技术 H.运用细胞工程技术
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)①过程必须用到__________酶,②过程使用的是___________酶。③表示_______技术。④表示基因工程中_______________过程; 若方法c是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法,则方法C是_________________。
(2)如果转基因牛D的牛奶中含有_____________,则说明目的基因在个体水平已表达成功。
(3)图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是________。 A和B分别是指________技术和_______技术。
根据下列有关胚胎工程的示意图,分析回答:
(1)为使A羊超数排卵,向其注射 激素,选择 期的卵母细胞进行体外受精;体外受精前要对B细胞进行____处理,常用的方法是 法。
(2)将早期胚胎注入D羊子宫内的技术叫__ __,D羊被称为 (填“供体”或“受体”);为使D羊的生理状况更适合完成该技术操作,要对D羊进行 处理以提高成功率。
(3)从早期胚胎分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细胞,这是因为从功能上ES细胞具有 ;若取囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割,要注意将 均等分割;早期胚胎培养时,培养液中除营养成分外,还需加入 。
控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图27所示)。
根据以上信息回答下列相关问题:
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经 产生后代的技术。
(2)图中过程①通常采用体外受精技术。在这个过程中 的精子与卵子相遇时,首先发生 反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之问的物质。
(3)胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对受体进行 处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 反应,这为胚胎在受体内的存活提借了可能。
(4)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴别,请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理) 。
(5)人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物,在基因工程操作的基本程序中,基因工程的核心是 ,科学家利用基因工程技术,使转基因动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立的生产生长激素的乳房生物反应器,即:科学家将生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,通过 等方法,导入哺乳动物的受精卵中,然后,将受精卵送入母体内,使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后,可以通过分泌乳汗来生产所需要的药物。
为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业,科学家们在育种途径上进行了大胆探索,并取得了初步成果。
材料一:2002年1月中旬到2月中旬,中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩降生。克隆牛有3个母亲,A牛提供细胞核即供体细胞,B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞,两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后,通过细胞分裂形成早期胚胎,再将这个胚胎植入C牛子宫内。
材料二:在克隆技术出现之前,育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是:将经过人工授精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时,进行胚胎分割,均分为4等份,再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩,就能得到多头所需要的小牛。
请回答下列问题:
(1)培养出的克隆牛几乎是 牛的复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于 中。
(2)如果多个供体细胞来自同一头牛,培育的这些牛在性状上也不完全相同,分析其原因,下列叙述正确的是 。
A.性状变异可由环境条件引起
B.基因可能会发生突变
C.受体细胞的细胞质基因不同
D.细胞核基因发生了重组
(3)胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行,其主要原因___________。
(4)通过胚胎分割移植培育出的这些小牛,其性别表现为 。
A.雌雄的可能性各占50% B.全为雌性或全为雄性
C.全为雌性 D.全为雄性
(5)通过体细胞克隆技术培育出的小牛,其性别则取决于__________。这样人们就可以根据需要,有目的地控制小牛的性别。
胚胎干细胞(ES细胞)在生物学研究中具有十分重要的应用价值。
(1)上图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中,再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有 。
(2)上图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有 种重组DNA分子;第Ⅲ步操作后,还需经过 的过程,才能将该ES细胞注射到囊胚中。
(3)ES细胞在功能上具有 的特点;目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导,为因故失去手的患者提供新的“手”,该过程揭示了细胞 的机理。
(4)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断,一般情况下,细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径,但一般不分裂增殖。鼠ES细胞中只有D途径,但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合,加聚乙二醇促融,获得杂种细胞。若要从培养液中分离出杂种细胞,写出实验方法(不考虑机械方法),并说明理由。
方法:___________________________________________________________。
理由:___________________________________________________________。
下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的过程。请回答下列问题:
(1) 与植物细胞的融合相比,细胞A的形成过程中特有的诱导因素有 。
(2)在I图制备单克隆抗体的过程中,包括动物细胞的融合和 两个过程。经选择性培养筛选出的杂交瘤细胞,还需进行 反应,经多次筛选才能获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,进行体内或体外的扩大培养。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,其最大的优越性是 。选出的杂交瘤细胞具有 特点。
(4)在体外受精时,精子首先要进行 处理,卵细胞则要培养到 (时期)才能与精子结合。
(5)Ⅱ过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植,移植后的胚胎能在受体子宫中存活,其生理基础是 。
(6)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对Ⅱ中囊胚中的 进行均等分割。
请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题:
(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的 能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于 卵母细胞阶段,当该细胞发育至减数第二次分裂 期时,才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体,则表明
过程已完成。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎,常用 激素对供体进行处理,其目的是获得更多的 ,经人工受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜 。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到桑葚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行 处理,再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于 条件下。
胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。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_____后才能进行受精作用。
(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_____,它在胚胎工程中的意义在于_____。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,需将目的的基因导入牛受精卵,最常用的导入方法是____;获得转基因母牛后,如果_____即说明目的基因已经表达。
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)。