高中生物胚胎分割移植综合题

下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答：

（1）上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从________和________中分离获取。
（2）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饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的_____ ___，加入抗生素是为了________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
（3）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________。
（4）过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_____________________________。
（5）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是___________，该过程研究的意义在于解决____________问题。
（6）该研究中，包含的生物技术有________________________(至少写出两种)。

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)。

科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子)，据图回答：

（1）Cre酶能特异性地识别上图loxP序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的   酶。从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的   。
（2）将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是   。作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原因是   。
（3）经Cre酶处理后，质粒一中的两个loxP序列分别被切开后，可得到质粒二等两个DNA分子。由于   的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。
据胚胎工程的知识回答(4)(5)两问:
（4）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。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。
（5）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。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。

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，顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过     和透明带。
（2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，当该细胞发育至减数第二次分裂__________期时，才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明______________过程已完成。
（3）胚胎移植常时用____________激素对供体进行超数排卵处理，经人工授精后可得到        早期胚胎。
（4）若要通过胚胎移植获得遗传物质相同的两个新个体，可对发育到     期或囊胚期阶段的早期胚胎进行胚胎分割处理，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。

(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射                                             。
(2)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)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植的时期有                                              。
(4)图中标号3为   ,它将来可发育为胎膜和胎盘。
(5)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型不一定相同,原因是         
                                                                              
       。

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。

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（），继而利用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（）可由囊胚的分离培养获得，与细胞同样具有发育全能性，有望在对人类细胞进行定向后用于疾病的细胞治疗。

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。

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                  ;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。

已知哺乳动物的早期胚胎发育分为:受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚→囊胚→原肠胚几个阶段,请回答胚胎发育及胚胎工程相关问题。
(1)从受精卵到桑椹胚阶段,细胞分裂的方式是   。透明带内有机物总量在   (减少、增加)。最早的细胞分化发生在   期,其中   发育成胎儿的各种组织,滋养层发育成胎儿的和   。
(2)胚胎移植需对供、受体母牛进行   ,用激素对供体母牛作   处理,把供体母牛子宫内的胚胎冲出来,叫做   。
(3)胚胎分割是将发育良好、形态正常的   或   移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或者分割刀进行分割。二分胚分割技术在进行分割时,要注意将内细胞团   分割。胚胎分割产生的个体具有   特征。

因为猪的基因和人类的基因存在一定相似度,据报道经过特殊处理的猪皮可在人身上存活3周左右,起到保护创面免受感染的作用。移植猪皮后,还要在猪皮上开很多小口,移植患者的自体皮放入其中,自体皮慢慢生长,覆盖裸露的皮肤,而猪皮最终会掉光。为了使移植的猪皮存活更长时间,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪。其简单流程如下图所示:

(1)过程①中形成重组DNA常用的酶有   和      ;将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是   。
(2)过程②中,常用   酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒的环境、   、温度和pH、   。
(3)过程③中所用的胚胎工程技术是   ,然后将早期胚胎移入另一头与供体   ,但未经配种的代孕母猪的相应部位。
(4)图中的卵母细胞应在体外培养到   期。

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，要用激素进行         处理,这样处理的原因是供体和受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎移入受体提供了相同的生理环境，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_______期和_____期。

下图表示胚胎移植繁育良种奶牛的技术流程，看图回答下列各题。

（1）用促性腺激素对供体母牛进行___________处理。
（2）冲卵是把供体母牛子宫内的__________冲洗出来，这是因为早期的该结构处于_________状态，冲卵后，对其进行质量检查，这时它应发育到___________阶段。
（3）移入受体的供体胚胎的__________在孕育过程中不受任何影响。进行胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的___________。
（4）为了得到更多的相同优良个体，可进行_____处理，在操作时，要特别注意将囊胚的_____________________，否则会影响操作后胚胎的__________和进一步___________。
（5）为选择某一性别的胚胎，可选取__________细胞进行DNA分析鉴定。

内蒙古白绒山羊的血管内皮生长因子基因（VEGF164），若在皮肤毛囊细胞中特异性表达，可促进毛囊发育和毛发生长，显著提高羊毛产量。科学家将该基因导入羊胎儿的成纤维细胞核，成功培育出转基因克隆山羊。技术流程如下图，其中EcoRⅠ、SalⅠ、SphⅠ为限制酶。

请据图回答。
⑴在构建基因表达载体的过程中，应采用______（填限制酶名称）对质粒和含绿色荧光基因的DNA片段进行酶切，再经相应处理形成重组质粒。其中绿色荧光基因的作用是______。
⑵要使VEGF164在皮肤毛囊中表达，须将它与羊绒蛋白基因的______等调控组件重组起来，构建基因表达载体。
⑶图中①将基因表达载体导入胎儿成纤维细胞核的方法是______。将导入成功的细胞核注入到去核的卵母细胞构成重组细胞，培养成早期胚胎，经图中②______技术可培育成转基因克隆山羊。

科学家从哺乳动物早期胚胎中分离出一类胚胎干细胞（ES细胞），并进一步将ES细胞诱导分化出某些组织细胞，如图所示：

(1) 过程①中胚胎干细胞(ES细胞)可由囊胚的              分离培养获得。ES细胞体积小，细胞核大、核仁明显，在功能上具有发育的                 。
（2）过程②中相同的胚胎干细胞可产生多种多样的细胞，其本质原因是_________________。
(3)获得的动物细胞的初次培养称为        ，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         。在培养过程中，将细胞置于5%CO₂的气体环境中，CO₂的作用是                 。为防止杂菌的污染培养基中要加入一定的          。
（4）科学家已能利用患者的体细胞去分化获得与ES细胞功能相似的诱导性多能干细胞(iPS)，人类有望利用iPS细胞进行定向           后用于糖尿病、肝衰竭、心衰竭等疾病的细胞移植治疗，而不会发生               反应。