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。
[生物—选修3—现代生物科技专题](12分)
自然条件下,哺乳动物不发生孤雌生殖。2014年3月,云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪。现将两种技术进行比较。
(1)图中过程_______________(填序号)是获得该移植克隆猪的技术流程。
(2)孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞_______________,使其发育成早期胚胎,得到克隆猪。
(3)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择________________时期的卵母细胞,并用徽型吸管吸出______________。欲得到更多的卵母细胞,需用_________________处理良种母猪。
(4)早期胚胎移植时,必需移植到同种______________的其他雌性动物子宫中,才可能移植成功。
(5)可以从良种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究,也可通过_____方法得到多种cDNA,并通过______技术扩增产物。
(生物——选修3:现代生物科技专题)
请回答下列有关生物工程方面的问题:
(1)目前,科学家通过细胞核移植实验,培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中,一般通过 (物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到 阶段时,将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。
(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。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第一极体。
(3)将已免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选,一次是通过 培养基筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过____________筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。
(4)若要使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、 、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的 (填“受精卵”或“乳腺细胞”)。
【生物——现代生物科技专题】
科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁成长至充链满培养皿底时停止分裂,这种现象称为
(2)图中2—细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ,也可从灰鼠体内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用 方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 分离培养获得,iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。
Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图:
(1)步骤①中所选的卵母细胞应处于__________________期。
(2)步骤②中,分离出ES细胞比体细胞全能性________。
(3)步骤③中,首先要获取目的基因,以下几种方法中需要模板的是___________
A.从基因组文库中获取目的基因 |
B.利用PCR 技术扩增目的基因 |
C.构建cDNA 文库 |
D.通过DNA 合成仪利用化学方法人工合成目的基因 |
(4)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的______________。
(5)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质,用抗Rag2蛋白的抗体进行________。
[生物———选修3:现代生物科技专题]克隆技术不仅解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用,请据图回答下列问题。
(1)克隆动物培育属于 生殖方式。胚胎1和胚胎2获得运用了 技术。
(2)图中两个克隆动物长大后,各方面特征与原型动物相同,这说明 具有全能性,早期胚胎发育在 阶段以前的细胞是全能细胞。
(3) 使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入 等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的 。
(4) 图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中,一般用 处理内细胞团,使之分散成单个细胞。内细胞团将来发育为 。
结合配子的发生及受精作用,回答下列问题:
(1)精子细胞经变形后, 发育形成精子的顶体,顶体内含有的顶体酶能协助精子依次穿过卵子的 和 。
(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 时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明 过程已完成。
(3)精子与卵子在 相遇,当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,称为 。精子头部进入卵细胞膜后,立即发生 ,阻止多精入卵。当 ,受精过程至此结束。
长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有_________(答两种技术)。
(2)和受精有关的过程有:①释放第二极体;②顶体反应;③穿越透明带;④雌、雄原核的形成;⑤核膜消失,雌、雄原核融合。其正确的顺序为___________(填序号)。
(3)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____________。
(4)试管牛的性别为_________,克隆羊多利的性状和__________(黑面绵羊\白面绵羊)最接近。
(5)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射__________;冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的________冲洗出来。
(6)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有________(填字母)。
(7)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。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__________。
下图为牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指 、 、 。
(2)在胚胎移植过程中,供、受体母牛选择好后,要对供体和受体进行 ,这样处理的原因是 ,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(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 。
(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_______________。
(11分)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 。培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 。
(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ;实质是将供体子宫内
的 冲洗出来;也可从灰鼠体内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用 方法保存。 若一次给受体移入多个胚胎,产生多个后代,其基因型都相同吗?
(要求说明理由)
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。
眼虫是一种含有叶绿体的原生动物:据此,某同学认为动物细胞与植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的:他设计了一个具体的实验方案如图:
请回答下列有关问题:
(1)实验方案中,步骤A为除去细胞壁得到的 ,常用的除去细胞壁的药品为
(2)步骤B为___ _,受体动物必须接受 处理,以确保其生理状态适合于接受胚胎。
(3)诱导融合可以采用一些物理方法,如 等,也可以使用化学药品 来进行诱导。
(4)进行动物胚胎细胞培养时,需要用 将组织块或贴壁生长的细胞分散成单个细胞。
(5)诱导植物材料形成愈伤组织的两类关键激素是 。
阅读如下材料:
资料甲:传统哺乳动物的胚胎干细胞是经由核移植构建成重组胚胎过程中获得的。
资料乙:现代在哺乳动物的体细胞中导入4个多能性相关的基因、2种特殊组蛋白的基因,在添加特殊化合物的培养基中培养,能快速获得诱导性多能干细胞(iPS)。但是,这种方法诱导的多能干细胞必须应用逆转录病毒才能进行基因组整合。
资料丙:应用iPS已经成功培养和分化出心肌、神经、胰腺、骨等多种体细胞和不同的组织,多能干细胞的研究在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。
回答下列问题:
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_________期的内细胞团或胎儿的_________中分离得到的一类细胞。
(2)iPS建立的过程需将病毒介导后的细胞种植于___________细胞上,并于ES细胞专用培养体系中培养,以维持不分化状态;所用逆转录病毒相当于基因工程中的__________工具,且病毒应对生物体_________。
(3)在体外培养条件下,培养液中加入 因子,可诱导iPS向不同类型的组织细胞分化,分化的实质是细胞中基因___________的结果。
(4)用上述两种方法获得的自体干细胞诱导分化形成的相应组织、器官进行移植,比传统器官移植的优点是可避免发生___________反应。
根据所学知识回答问题:
(1)基因工程中基因表达载体除包括目的基因外,还必须有 及标记基因等。
(2)若要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 中。植物组织培养的主要原理是植物细胞具有 ,具体过程是在 和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上,给予适宜的条件,诱导其经过 产生愈伤组织,最终形成完整的植株。
(3)在哺乳动物的核移植实验中,通过一定的措施将受体细胞激活,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。
(4)生态工程是实现循环经济最重要的手段之一,请写出它遵循的基本原理(至少答两项) 。
为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,请根据图示信息回答下列问题。
(1)试管牛的培育属于 (“有性繁殖”或“无性繁殖”);试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、_________等;克隆牛的培育依据的原理是 。
(2)促使B牛多排卵的激素一般是 。对B牛和D牛要进行 处理。
(3)在受精的过程中,判断卵子是否受精的标志是 。
(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,即科学家将 和乳腺蛋白基因的 、 等调控组件重组在一起,该过程需要用到的酶是 ,再通过 法导入牛的 中。
(10分)下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,请分析回答下列问题。
(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有 和 。
(2)通常用 (激素)处理B牛;处理的目的是使B牛 ,从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到 (时期)才能与精子结合。
(3)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后,才能与B牛的卵细胞结合,完成受精作用,这个过程叫作 。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到 。
(4)D牛子宫内胚胎发育过程中,细胞不断分裂,其分裂方式为 ,生产上常用 期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体,可以使用 技术。