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。
1999年4月23日晚9时,在广州中山医科大学第一附属医院出生一健康女婴,她是我国首例第三代试管婴儿,父母身体健康。婴儿的母亲7年前生下一男婴,孩子一岁后发病。最后死于脑出血,5年后,她第二次怀孕6个月时,到医院抽羊水及脐带血诊断,发现胎儿是男孩,而且是血友病患者,遂引产。夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎,并抽取每个胚胎1~2个细胞进行检查后,选择了两个胚胎进行移植,最后一个移植成功。根据此资料回答下列问题:
(1)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕、生产的过程相同之处是________________________________________________________________________,
不同点在于_______________________________________________________ 。
(2)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后,可通过观察_______________,判断早期胚胎的性别,你认为医生应选用_____性胚胎进行移植,原因是_______________________________。应用现代生物技术,现在人们已能够选取最理想的胚胎,其基因型应该是____________。自然状态下,出现这样胚胎的概率是__________________。
让羊产牛奶,科学家对此作了相关的构想,过程如下图所示。请根据图完成有关问题:
(1)图中涉及的现代生物技术有____________________________(至少写三种)。
(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现(填“相同”或“不同”) _________,原因是___________________________________ _______;
(3)若研究发现羊N细胞中线粒体发达,故而它的产奶率高,则小羊a会有这一优良性状吗?________,判断依据是_____________ _。
(4)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合,以获得新物种“羊—牛”,你认为依据目前
的生物技术和理论能否实现这一构想? 。理由是 _________________________________________ _________。
(5)2003年1月世界第一只克隆羊、年仅3岁的“多利”,因患老年羊常得的肺部感染疾病,研究人员不得不对它实施了“安乐死”,同时某些科学狂人宣布成功克隆了人“夏娃”,根据以上信息,谈谈你对克隆技术或克隆人的评价。
下图表示哺乳动物早期胚胎发育过程,A、B表示两个不同阶段,①~⑥表示不同时期胚胎。据图回答下列问题:
(1)胚胎发育的起点是受精卵,发育过程中的细胞分裂均为 。
(2)④⑤⑥三个时期胚胎的名称分别是
④ ⑤ ⑥ 。
(3)A阶段各时期细胞的共同特点是 。
(4)下图表示蛙的受精卵发育至⑤的过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的有 .
(5)⑤是胚胎开始 的阶段,结构分为 细胞和 细胞,前者将来发育成 等结构,后者将来发育成胎儿。
(6)⑤后期,透明带破裂,胚胎伸展出来,该过程称为 。
下列是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能
正常合成胰岛素)的过程设计图解,请据图回答:
(1)图中①、②所示的结构分别是 、 ,④过程常用的方法是 。
(2)图中③、⑤所示的生物工程技术分别是 、 。
利用 技术快速扩增健康胰岛B细胞基因的过程中,目的基因受热形成单链并与引物结合,在酶的作用下延伸形成DNA,该酶的特点是 ,该技术的原理是 。
(3)过程④通常用②做受体细胞的原因是 。
(4)图示治病的方法叫做 ,与一般的异体移植相比最大的优点是 。
下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,请据图回答问题:
(1)图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是__________________。
(2)图甲中②过程常用的诱导因素有______________________________等(至少回答三项)。
(3)若不考虑环境因素影响,克隆羊的性状全部像白面绵羊吗? _____________。原因是_______________________________________________。
(4)在目前现有技术条件下,还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体,你认为哪个是最主要原因 ( )
A.卵细胞大,便于操作 | B.卵细胞含有的营养物质多 |
C.卵细胞的细胞质可使体细胞胞核全能性得到表达 | D.重组细胞才具有全能性 |
(5)图甲中有两次筛选过程,第一次可以筛选出 ,第二次可筛选出 。
(6)单克隆抗体最主要的优点在于___________________________________________。
(7)静脉注入而不是口服单克隆抗体的原因是 。
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)过程①中最常用的运载工具是_______,所需要的酶是限制酶和____________。
(2)在过程②中,用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是_________。
(3)在过程③中,用_______处理母羊以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_________。在胚胎移植前,通过_______技术可获得较多胚胎。
如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答:
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_______或胎儿的_______中分离得到的一类细胞。
(2)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的,骨髓的治疗的实质是将上图的_________细胞移植到患者体内。
(3)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞的是______,其原因是____________。
(4)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的_________期。
胚胎移植的基本程序如下图所示(以牛胚胎移植为例),请据图回答:
(1)可给供体母牛注射 激素,促进其超数排卵。
(2)分娩后产生的多个优质后代,其遗传性状是否完全相同?为什么?
。
(3)哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精(多选) ( )
A.精子获能具有差异性 |
B.精子穿越次级卵母细胞透明带触及卵黄膜,导致透明带反应 |
C.精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应 |
D.精子入卵后,触发卵黄膜封闭作用 |
(4)受精有关过程有①第一次卵裂开始,②释放第二极体,③顶体反应,④穿越透明带,⑤雌、雄原核的形成,⑥核膜消失,雌、雄原核融合。其正确顺序为 (填序号),受精过程的完成,标志着 的开始
(5)若供体母牛具有许多优良性状,可利用体细胞克隆技术加速遗传改良进程,请回答下列有关问题:
①目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 。
②用于核移植的体细胞一般选用 代以内的细胞,原因是 。
③进行胚胎分割时,应选择发育到 时期的胚胎进行操作。
④通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是 。
⑤在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 。
⑥受体母牛必须和供体牛属于 。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。
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来自母方的卵子要培养至 。
(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? _。
科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后,导人牛的受精卵,并成功从牛奶中提取到 了人胰岛素。回答下列相关问题:
(1)获取目的基因的主要途径包括直接提取和_______________________________________。
(2)在构建基因表达载体的过程中,目的基因和质粒用同一种 _______ 进行切割。
(3)在将基因表达载体导人牛的受精卵的过程中,常采用 _______ 法,若将基因表达载体导人大肠杆菌细胞中,则通常采用 _______ 溶液处理大肠杆菌,使其成为 _______ 细胞。
(4)为了得到较多的卵细胞,可以对受体母牛注射适宜剂量的 ;利用获能的精子进行体外受精,经过细胞培养至 _______ 期,最后进行 _______ 移植,最终获得“符合要求的个体”,具体是指____________。
(共12分)阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题:
(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。
(2)材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造一种 的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的,生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为 体,兔乙称为 体。
基础知识填空:
⑴目的基因导入植物细胞的方法除了农杆菌转化法,还有 法和 法。
⑵目前采用 技术来进行作物脱毒,其原理是植物 附近病毒极少,甚至无病毒,操作过程需要在无菌条件下进行以防止 。
⑶动物细胞培养与早期胚胎培养时,除了必需的营养成分外,通常都需要在培养液中添加 ,以促进细胞的生长和增殖。
⑷早期胚胎发育过程中:桑椹胚阶段之前的每一个细胞都属于 细胞;囊胚期的 细胞,将来发育成胎儿的各种组织;原肠胚时期出现 分化。
⑸ES细胞在 细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能维持不分化状态。
⑹为了实现可持续发展,人类的经济发展必须走生态经济之路,生态经济主要实行循环经济的原则,而实现“循环经济”最重要的手段之一是 。
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。