高中生物胚胎分割移植综合题

在许多脊椎动物和无脊椎动物的未受精的卵细胞质中贮存许多mRNA，科学家为探究mRNA作用的发挥与卵细胞是否受精的关系，用海胆的未受精的卵和受精卵作实验材料进行了以下实验：

实验1：放线菌素D是海胆卵RNA合成的抑制剂。在有放线菌素D或没有放线菌素D存在的情况下，海胆受精卵对¹⁴C一缬氨酸的掺入率比较实验的结果如图A。
实验2：将未受精的海胆卵和受精的海胆卵分别悬浮在含有¹⁴C一亮氨酸的条件下进行培养(0时间表示受精的时刻)，定时测定细胞中放射性亮氨酸的掺入累积量，得到的实验结果绘制成曲线如图B。
请根据以上实验原理和结果回答下列问题：
(1)海胆细胞中合成mRNA的场所是_________，mRNA的主要作用是___________    __。
(2)图A中10小时之前两曲线的变化大体相似，说明海胆卵受精后______________   __，
受精10小时后，处理组和对照组的区别说明_________________________________  。
(3)图B未受精的卵细胞中¹⁴C一亮氨酸的掺入累积量变化很小，说明___________   ___，
受精的卵细胞中¹⁴C一亮氨酸的掺入累积量与未受精的卵细胞的相比较,说明_____   _
__________________________________________________________________     _____。

科学家运用胚胎移植技术培育试管牛时，首先用激素促进良种母牛多排卵，然后进行体外受精和培育，最后把胚胎送入母牛子宫内，孕育成小牛产出。试分析回答：
（1）胚胎移植属于生物工程中的        工程领域，该生殖方式属于           [
（2）题干中“激素”可能是              分泌的                   （蛋白质类）。
（3）为探索该激素对卵巢的作用，现提供如下材料，请设计实验完成之。（蛙卵巢活动可通过检查泄殖腔内含有卵子的情况来分析）
A 材料用具：小青蛙若干， 2ml 注射器 2 支，小铁丝笼若干，用生理盐水配制的该激素溶液等。
B 方法、步骤：
①饲养小青蛙至性成熟后，选择         基本相同的若千只雌蛙，分成两等组。
②注射1ml的激素溶液，放人小铁丝笼单独培养，并记上“实验”标签。
③另一组蛙作为对照组，每只在相同部位注人          ，放入小铁丝笼，与实验组在相同条件下单独饲养，并记上“对照”标签。
④相同时间后，检查每只蛙的泄殖腔内是否有卵子，并                  。
⑤记录实验结果并分析。
C ．请设计一个实验数据记录表

．请阅读有关科技报道：科学家培养了出“器官种子”
2001年7月，中山大学附属第二医院黄绍良教授领导的实验小组，利用试管婴儿父母捐赠的受精卵，开始培养胚胎干细胞系。
黄绍良教授和助手何志旭博士把受精卵放在培养液中，7天后，受精卵发育成囊胚，得到囊胚透明带，用一个很细的器械插进囊胚，共得到5个内细胞团，分散接种在小鼠胚胎做成的纤维细胞饲养层上，饲养层的表面看起来像麻袋一样凹凸不平。在饲养层上培养5天后，有3个内细胞团存活，它们开始克隆性生长，克隆细胞团像蘑菇一样，呈椭圆形。何博士不断地取出克隆细胞，再放在新的饲养层上，一代一代地接着往下培养。他们将3个细胞系分别命名为CHE₁、CHE₂、CHE₃。截至目前，CHE₃已传了近40代，CHE₁传了近36代，CHE₂传了32代，细胞克隆性增长很活跃，并连续传代7个月。
怎么确定这三组克隆系就是具有分化成任何类型组织的能力的胚胎干细胞呢？研究者对这些胚胎克隆细胞进行了功能鉴定。用注射器分别将三组克隆细胞注射进有免疫缺陷的小老鼠的皮下，10天且，老鼠注射部位的皮肤开始隆起，长出黄豆大小的包块，包块软软的，越长越大。又过了32天，切开包块发现，里面是一个畸胎瘤，约有一般的土豆大。里面全是人的软骨、神经管、横纹肌和骨骼等，它们毫无规则地生长在一起。
（1）题中提到的“试管婴儿”属于　　　　　繁殖。
（2）3个细胞系CHE₁、CHE₂、CHE₃的遗传特性　　　　（相同或不同），理由是     。
（3）题中提到在对胚胎克隆细胞进行功能鉴定时利用有免疫缺陷的小老鼠作为实验对象，你认为如何才能获得这种老鼠？
采用免疫缺陷老鼠而不用正常老鼠做该实验的目的是　　　　　　　　　　　　　　。
（4）题目中的“器官种子”是指　　　　　　　　　　　　。
（5）胚胎干细胞诱导产生的胰岛组织细胞与原胚胎干细胞相比，细胞核中DNA和细胞中的RNA种类（　　　　）

A．二者均相同

B．DNA相同，RNA不同

C．DNA不同，RNA相同

D．二者均不同

某女性患有输卵管阻塞和红绿色盲，其丈夫表现正常，该夫妇借助试管婴儿技术，“借腹生子”，一次生殖过程中生出的两个孩子，如图所示．请分析回答:

（1）过程X若想顺利进行必须满足两个条件：
A来自父方的精子要进行                    。
B来自母方的卵母细胞要                   。
（2）过程Y的细胞分裂方式是                 。该过程早期在          进行。（填“体内”或“体外”）
（3）               （生物技术）是甲、乙产生的最后一道工序。一般来说，该技术操作比较合适的时期是                     。
（4）这两个孩子性别是否相同？         （填“是”或“否”）。若借助人工手段获得这样两个胎儿，需要用到的技术手段是              。
（5）如果你是医生，在设计试管婴儿的时候你应该建议这对夫妇选择生下哪种性别的孩子？         ；为什么？                                          _。

利用建立的诱导体系能够高效地诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞的分化。据此回答有关该研究工作的问题：
（1）实验用的胚胎干细胞通常取自小鼠的             ，取出的胚胎干细胞进行动物细胞培养，这个过程需要向培养液中加入诱导物，两周后，镜检发现培养的细胞呈胰岛样细胞的变化，这一过程称为             ，随后，又进行了一系列实验，以检测该细胞是否具有胰岛B细胞的生理功能。
（2）胰岛素释放实验：控制培养液中葡萄糖的浓度，检测细胞分泌的胰岛素的量，图甲表示所得实验结果，据此分析干细胞诱导成功，得到此结论的依据是                                                         。此外本实验可通过             制备抗胰岛素抗体以检测胰岛素的分泌量。

（3）体内移植实验：将细胞移植到患糖尿病的小鼠体内，测小鼠血糖，结果如图乙所示。胰岛素移植实验是否支持胰岛素释放实验的结论？____             。在细胞移植时，需用同一品系的小鼠进行移植，其目的是__             __。
（4）在胰岛组织中，胰岛B细胞分泌胰岛素，胰岛A细胞分泌胰高血糖素，这两种激素对血糖浓度的调节具有                 ，从而共同维持机体血糖浓度的稳态。
（5）指出本研究在实践方面的一个意义                                     。

（共13分）随着人们生活水平的提高，乳制品需求越来越大，为了扩大生产，提高产崽率，进行良种牛的培育。下图为早期胚胎发育过程及胚胎移植的基本程序，请据图回答：

（1）乙图所示操作程序中，在供体母牛超数排卵后，除采用供体公牛配种的方法外，还可以采用                  方法产生胚胎。
（2）乙图中的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）甲图①～⑥中，适宜于牛的胚胎移植时期有                    （填序号）。
（4）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生　      　反应，这为胚胎在受体子宫内的存活提供了可能。
（5）胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为　     　期，在发育过程中，胚胎总体积进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫做              。
（6）甲图中标号⑤为      ，其中沿内壁扩展排列的较小的细胞是         细胞，将来发育为胎膜和胎盘。
（7）为了研究细胞分化，可从甲图④          （结构）中获取，胚胎干细胞在功能上，具有发育的           。
（8）若希望通过胚胎分割获得同卵双胎，可将甲图中结构⑤的               均等分割。
（9）若希望通过基因工程，从牛的乳汁中分离出大量的人血清白蛋白，应选择甲图中的
            细胞作为目的基因（血清白蛋白基因）的受体细胞，将人的血清白蛋白基因导入该细胞时，常使用的方法是             。

下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：

（1）应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于             ，为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是               。
（2）将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是                   。
（3）通过应用2获得小牛，涉及到胚胎工程的最后一道“工序”是           。
（4）应用3中的细胞D取自囊胚的           ，细胞C取自牛胎儿的          。
（5）应用4中获得二分胚①和②，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别是     。
（6）如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素B处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是                    。
（7）如果将外源基因导入牛受精卵，则外源基因可能随机插入到牛受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因牛，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因                                               

下图表示科学家培育转基因克隆长白猪的过程，期中调节基因可以抑制抗原决定基因的表达，培育的转基因克隆猪有望解决世界性的人源器官短缺问题。请据图分析回答：
（1）若通过①过程获得的调节基因M端的黏性末端是—CTAG，N端的黏性末端是—TTAA，则①②过程选用的限制酶是                                  。
（2）③过程常用的方法是                         ，⑤过程表示               。
（3）在进行步骤⑤前，应对受体长白母猪进行              处理。
（4）转基因克隆长白猪子代的器官是否一定可以作为人源器官？简要说明理由。

一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如右图。

请回答：
（1）过程①是指在体外进行的    处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为           。
（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③       进行扩增。然后用Ⅱ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，Ⅱ是一种         酶。
（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断胎儿为          （正常/患者/携带者）。

人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

请回答：
(1)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的         所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行    
                       比较，或用图中的                    进行特异性结合检测。
(2)一对表现正常的夫妇，其家族中都有遗传性囊性纤维化病（常染色体隐性遗传病）患者。医生对他们进行了遗传咨询后，决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。医生首先为女性注射①_________________，刺激卵泡成长，实现控制性超数排卵，然后在局部麻醉下从卵巢中吸取②___________，并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中，置于37℃培养箱中培养。再从男性体内采集精子经过获能处理。处理后的精子与卵子放在含有③________________的同一培养皿中完成④____________。然后将受精卵移入发育培养液中继续培养，检查受精状况和发育能力，待发育到⑤__________________时，分别对多个胚胎的细胞进行基因检测，选择出无致病基因的胚胎植入母亲子宫内，避免遗传病孩子出生。
(3)除上述方法外利用经过_______________作载体将正常基因转入有上述遗传病患者的肺组织中，达到治疗目的的方法叫做体内基因治疗。
(4)利用上述方法还可进行设计试管婴儿技术操作，试管婴儿技术与设计试管婴儿技术的目的分别是                                、                               ；设计试管婴儿技术与试管婴儿技术在操作上主要的区别是                           。

新兴生物工程能使免疫学在应用方面更上一层楼，为人类带来福音。一方面新兴生物工程可以为免疫活性物质及疫苗的制备开辟新途径，解决免疫治疗及免疫预防方面的难题；另一方面，新兴生物工程还可以为解决器官移植所面临的供体不足和免疫排斥两大难题提供可能。
（1）利用            技术发展起来的杂交瘤技术，为制备单克隆抗体开辟了新途径，与传统方法获取的同类产品相比，它的显著优点是                             ；
（2）干扰素及部分疫苗都可以通过               技术制造的工程菌来大规模生产，如国内应用较普遍的重组CHO乙肝疫苗；
（3）对大面积烧伤病人，借助               技术可获取大量自身健康皮肤用于移植。
（4）通过向供体动物基因组中导入某种调节因子，以抑制                的表达，或设法将之去除，再结合        技术，可培育出无免疫排斥的转基因猪器官；
（5）             的分离和培养成功也为解决上述难题开辟了新途径，因其具有   
         性，可在体外诱导分化产生各种人造组织器官。

生物工程技术的飞速发展，已经取得了巨大的社会和经济效益，为人们的生产生活带来很大方便。请回答下列有关生物工程的问题：
（1）在基因工程中需要大量目的基因，常见的获取大量目的基因的方法是         。将目的基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是            。导入前，需要将目的基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤属于基因工程“四步曲”中的          。基因工程的受体细胞如果是单子叶植物细胞，导入目的基因常见的方法是        　　。
（2）细胞工程和胚胎工程在动物培养过程中有着广泛的应用，试管牛、克隆牛培育过程中，前者特有的技术是     ，后者特有的技术是               。若需迅速得到大量优良奶牛，可进行超数排卵技术处理，其措施是对供体母牛注射             ，还可将早期胚胎分割，选择发育至桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行操作，对囊胚期胚胎进行分割时必须注意要将早期胚胎中的          均等分割。

下图表示哺乳动物体外受精过程，据图回答下列问题。

(1)从屠宰场收集的卵巢首先要放在盛有       的保温瓶中存放。卵母细胞培养一般应使用     培养箱。若用促性腺激素处理活体动物后，排出更多的卵子，这些卵子      （用/不用）图中的培养处理。
（2）①是       期的卵母细胞，②的结构可分为            三大部分。图中d表示的处理是        。
（3）a、b、c表示的过程依次是              、             和                    。
(4)a过程可将精子放入含有一定浓度的             溶液中诱导；在b过程中，精子首先发生            反应；进行c过程的目的是检查        和受精卵的          。

下图示牛胚胎移植的基本程序，请据图回答：

（1）图中a、b过程分别是              、               。c过程的实质是                                 。
（2）胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，为了提高胚胎的利用率，常采用的方法是                  ，处理的时期是                   。
（3）胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。除题中所述外，           、
            等技术获得的胚胎也必须移植入受体才能获得后代。
（4）当今的生物技术是综合技术，有些生物技术离不开胚胎移植，在应用于我们人类时，引发了伦理争论，请举出与此有关的两项生物技术：                         ，
                             

胚胎干细胞（ES细胞）的研究是当前生物技术领域研究的热点之一，尤其是在生产转基因动物方面具有极大的科研及应用价值。下图表示利用胚胎干细胞所作的一系列研究，请据图分析回答：

（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上，并加入_________、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，滋养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了________，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
（2）过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有___________的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_________。
（3）过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是         ，将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是__________。
（4）通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品，可以确定该小鼠体内是否成功发生了基因的同源重组。这种检测方法是         。