2010年10月4日,瑞典卡罗林斯卡医学院将2010年诺贝尔生理学或医学奖授予有“试管婴儿之父”之称的英国生理学家罗伯特·爱德华兹;世界首例胚胎分割、性别鉴定试管水牛小公犊“明明”在广西水牛研究所顺利诞生。请回答下列有关试管动物的问题:
(一)(1)试管婴儿是利用________________和________________等技术繁殖个体,主要目的是解决人类不孕夫妇的生育问题。
(2)试管婴儿技术和母亲正常怀孕生产过程的相同点是___________________________,不同点在于试管婴儿是_________________________________________________。
(3)关于设计试管婴儿的问题,下列哪项不合乎道德规范________。
A.利用试管婴儿提供骨髓造血干细胞,救治病人 |
B.利用设计试管婴儿技术设计畸形胎儿,以供展览 |
C.利用试管婴儿的脐带血 |
D.设计试管婴儿,不一定要考虑他的性别 |
(二)下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图完成下列问题。
(1)进行胚胎分割时,应选择发育到________________________时期的胚胎进行操作。
(2)1指的是________________;2指的是________________________________________。
(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有的特点是___________________________。
(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意____________________________________。
加拿大科学家通过转基因技术培育出转基因山羊,其乳汁中可产生大量人类丁酰胆碱酯酶,这种酶是对付神经毒气弹的强力解毒药。下图是转基因山羊的培育过程示意图,请据图回答问题(山羊为二倍体):
(1)在上述操作中,目的基因是 基因,为了使该基因只在乳腺细胞表达,应将该基因与_____________________基因的启动子等调控组件重组在一起,通过__________________法,将该基因导入受精卵中。
(2)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。图中过程⑦所涉及的胚胎工程技术是 。
(3)从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到 期才能完成受精作用,此时细胞中的染色体组数是 。过程是精子的采集和获能,根据实验目的,应用精子分离技术选择_____________精子。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和 。
(4)假设生产出来的丁酰胆碱酯酶的某些方面还不符合要求,还需要通过基因修饰进行改造,这一技术称为 。
(5)下列不属于生物武器特点的是 (单选)。
A.致病力强,传染性大 | B.污染面积大,危害时间长 |
C.有潜伏期,传染途径多 | D.造价高,技术难度大 |
人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示(注:基因B为高血压相关基因)。
(1)进行①过程之前,需对人工采集的精子进行获能处理。获能的方法有培养法和
法。①过程中精子入卵后,卵细胞膜会立即发生___________,这是防止多精入卵的第二道屏障。
(2)高血成相关基因B在导入②之前需要 ,这是基因工程的核心。为保证基因B正确表达,应将其插入在_____和之间。其中标记基因的作用是为了鉴别_________。
(3)④过程中,为了防止污染,通常还要在细胞培养液中添加一定量的_____。并且一般需将细胞置于含95%的空气加______的混合气体的培养箱中进行培养。
(4)圈示中甲细胞是 。其在核移植⑤之前需要进行去核处理,同时用微型吸管吸走________。
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 。
治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞,获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞),用于治疗。请回答下列问题:
(1)治疗性克隆采用的技术有____ , 和干细胞培养。
(2)ES细胞可从重组胚胎培养到囊胚时期的 中分离。
(3)在培养液中加入 可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞,体现了ES细胞在功能上具有发育的 。
(4)基因工程的核心步骤是 。为治疗遗传性糖尿病,可将正常胰岛素基因导入ES细胞中,检测该基因是否插入到ES细胞的DNA上,可采用____ 技术;再将此重组细胞定向诱导分化后,筛选得到____ 的胰岛样细胞,并扩增培养后输入患者体内,这种治疗方法称为 。
(5)中国政府不反对治疗性克隆,但禁止生殖性克隆人,一再重申的四不原则是:不赞成 、 、不接受。
第三十届奥运会在英国伦敦举行,其中的马术比赛被称为贵族的运动,英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种,其数量少,生育力低。现代生物工程能有效提高优质马的生育效率。请回答:
(1)用 激素处理适龄纯血母马,使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。采集的卵母细胞人工培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_____________。
(2)体外受精前要对精子进行一定的处理,使其 .
(3)为取得同卵双胎或多胎,可以在胚胎发育的 期用机械方法将胚胎分割。
(4)随着动物克隆技术的发展,人们可以将纯血马的 移入其他马的 细胞中,将其激活并发育成胚胎,植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功,胚胎的供体和受体应保持 .
(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时,也对人们的传统观念造成极大冲击,我国政府的态度是禁止 性克隆人。
(6)把含有某外源基因的受体细胞培育成为一匹优质马还需要用到的技术有: 。(至少写出两种)
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用_______限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因,然后在 酶的作用下构建重组载体。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________。
A.启动子 B.tetR C.复制原点 D.ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________。
A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化
C.显微注射 D.细胞融合
(4)过程②采用的生物技术是________。
(5)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用________技术。
A.核酸分子杂交 B.基因序列分析
C.抗原—抗体杂交 D.PCR
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 。
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。________________是防止多精入卵的第一道屏障。
(2)哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在______________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,待精子获能后,可以在____________或者专用受精溶液小滴中完成受精。
(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
下面是有关胚胎工程的相关问题,请回答:
(1)胚胎工程是对动物 或 所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一 项技术获得的胚胎,还需通过 给受体才能获得后代。
(2)哺乳动物的体外受精主要包括、 和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射 ,使其排出更多的卵子。
(3)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发 育能力。
(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料,它除了能从早期胚胎中分离外,还可以从 获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能够维持 的状态。
Ⅰ.“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生优育开辟了新的途径。据此回答:
(1)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。
(2)采用 技术,能得到“同卵双胞胎”。
(3)如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别,将会破坏人类正常的 。
Ⅱ.根据现代生物技术知识回答:
(4)要培育高产奶率的转基因牛,如建立生产生长激素的乳腺生物反应器,科学家将_______________和乳腺蛋白基因的 、终止子等重组在一起,通过显微注射等方法导入牛的受精卵中。
(5)动物细胞工程中,重组细胞在体外培养时,培养液中除了加入诱导物外,还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、___________等物质,恒温箱中加入CO2的作用是___________________。
耳鲍(H.asinina)是中国传统海产品。科研人员发现耳鲍的卵子受精后,会释放出第二极体,而利用细胞松弛素B(简称CB)处理二倍体耳鲍(2N=32)的受精卵形成过程,则可抑制第二极体的释放,培育出生长快、个体大、肉质好的三倍体耳鲍。下表是科研人员利用不同浓度的细胞松弛素B处理二倍体耳鲍的受精过程后获得的有关数据。请分析回答:
(1)为了诱导产生更多的卵子,一般可先用 激素处理成熟的雌耳鲍。通常,耳鲍的卵子需发育至 阶段才能与精子结合,当精卵结合后,所释放出的第二极体含有 条染色体。
(2)细胞松弛素B的浓度与胚胎畸形率间的关系是 ,而与受精卵的孵化率间的关系是 。
(3)利用光学显微镜观察经CB处理后的受精卵,当CB浓度为 mg·L-l时,不能诱导出三倍体;当CB浓度为 mg·L-l时,第二极体的释放率最低。
(4)用CB处理相同数量的二倍体耳鲍受精过程以获得能正常发育的三倍体耳鲍幼体时,最为适宜的CB浓度值是 mg·L‑l。
下图表示利用胚胎干细胞获得转基因小鼠的流程。请回答下列问题:
(1)过程①所培养的细胞应取自囊胚的 。
(2)过程②中,提取的DNA在水浴加热的条件下需用 试剂鉴定,基因转入前需要先构建 ,其目的是 。
(3)过程③称为 。由于动物细胞生活的内环境还有一些成分尚未研究清楚,所以需要加入 。
(4)过程④所使用的是 技术,进行该操作前需要对受体雌鼠进行 。
二倍体哺乳动物体细胞不易进行基因操作和筛选,而生殖细胞已高度分化,不能在体外扩增培养。我国科学家建立了小鼠哺乳动物单倍体胚胎干细胞系,为基因操作找到了新的动物模型。过程如图所示,请据图回答:
(1)图中③过程通常采用的技术是_________,启动子的作用是___________ 。 设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是 。
(2)单倍体胚胎干细胞取自囊胚的_____________,和生殖细胞相比,单倍体胚胎干细胞在体外培养的条件下,可以____________。
(3)在①过程中,科学家采用两种策略来获得小鼠的单倍体胚胎,—是将受精后获得的合子胚胎的雌原核去除,另—种方法可能是________________________。
(4)④过程采用的技术手段是_______________,由此可见,单倍体胚胎干细胞能够代替精子,使卵细胞成功“受精”。
(5)⑥过程用到的技术是_______________ 。
克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞淍亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。
请回答:
(1)图中重组细胞的细胞核来自____细胞,早期胚胎移入受体子宫继续发育,经桑椹胚、囊胚和____胚最终发育为克隆猪。
(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2 cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2 mRNA的分子数,从而反映出Bcl-2基因的转录水平。
①图中X表示____过程。
②从基因组数据库中查询Bcl-2 mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成____用于PCR扩增,PCR过程第一轮循环的模板是____。