高中生物胚胎分割移植综合题

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：

（1）方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
（2）用激素处理的目的是使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，这个过程叫做__________。卵子受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙能够观察到__________。
（4）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，此技术繁育的个体具备  个亲本遗传特性。

【生物-选修3：现代生物科技专题】（共15分，除标注外每空2分）科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠­人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠­人嵌合抗体的过程，据图回答下面的问题。

（1）改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠­人嵌合抗体，该抗体的化学本质是           ，属于          （生物工程）的范畴。
（2）图示过程是根据预期的            ，设计             ，最终必须对           进行操作。
（3）经过改造的鼠­人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是           （从免疫角度考虑）。
（4）上述过程中对科学家来说难度最大的是            。

继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是___________。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入___________中，原因是_____________
_____________________________________。
（3）通常采用_____________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的__________细胞中特异表达，所以一般在基因表达载体中插入特异性表达的启动子，另外该基因表达载体中还应含有________________、______________、________________。

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，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其________分离出ES细胞，ES细胞在形态上表现为________的特点。
(3)步骤③中，需要构建含有Rag₂基因的________。可以根据Rag₂基因的核苷酸序列设计合成________，利用________技术扩增Rag₂基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在目的基因所在DNA片段两侧进行酶切获得Rag₂基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有________酶的酶切位点。
(4)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________。

慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况（ 比如慢性肝病、慢性肾病、肿瘤等），缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100ml血液中含有3．8～4．8克，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：

(1)要实现①超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用          处理，然后在恰当时期采集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，要对精子进行获能处理，对羊的精子常用化学诱导法，，即用一定浓度的                      诱导精子获能。
(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用                   获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、                       、                   、标记基因等部分。
(3) 过程④需将重组质粒用                   方法注入受精卵的雄原核内，在显微镜下判断是否完成受精作用的标志是                                      。
(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的             细胞进行鉴定，一般采用SRY-PCR方法，选择出现阴性反应的        （性别）胚胎进行移植。
（5）为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶山羊C进行                   处理，使之与供体的生理状况保持相同。

2n/4n嵌合体胚胎是指用四倍体（4n）胚胎与二倍体胚胎（2n）或胚胎干细胞（ES细胞）进行聚合，形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体，2n/4n嵌合体胚胎的构建常用方法如下图，请据图分析回答

（1）胚胎发育的起点是____________，图中的卵细胞达到减数第二次分裂中期时期，才具备受精的能力，而精子需经过____________过程才能和卵细胞结合。
（2）从图中可知2N的ES细胞来自胚胎发育的____________胚，本实验中从功能上说明了该细胞具有____________。
（3）2n/4n嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术有：____________。（三项）
（4）用ES细胞经嵌合体方法克隆的动物与用核移植方法克隆的动物从遗传角度分析它们的主要区别？____________________________________。

为加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法：

请据图的信息回答：
⑴试管牛与克隆牛的培育过程中均用到的胚胎工程技术有　　    　　。
⑵方法一中用来促进B牛多排卵的激素是         　　，体外受精时精子需先经       处理 。
⑶通过方法二生产F牛的生殖方式属于                。
⑷要培养高产奶率的转基因牛，一般将目的基因导入的受体细胞是          ；导入目的基因常用的方法是                ，转基因奶牛的乳腺细胞中含有大量与分泌物加工有关的                                　等细胞器。
⑸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,你认为原因最可能是(  )

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细胞核的全能性得到表达

D．重组细胞才具有全能性

下图表示利用胚胎干细胞（ES细胞）所做的一系列研究，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饲养层上并加入动物血清、抗生素等物质。在此过程中，饲养层的作用是        ，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
         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中将目的基因转入胚胎干细胞前需构建重组DNA分子，其目的是_____。
(4) 过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。
实验时，必须用X 射线照射去除        （填器官名称）的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，该
过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题。

下面是有关现代生物工程的一些问题，请结合所学知识回答:
(1)生态工程建设遵循自然界            的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和                    的同步发展。与传统工程相比较，生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。
(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、                 、协调与平衡原理、整体性原理和                     。
(3)在胚胎工程中，常需要给供体注射             激素。目的是                           。
(4)在胚胎移植过程中，受体选择好后要用激素进行                处理，其目的是             ，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。

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，将成纤维细胞至于5％CO₂的气体环境中，CO₂的作用是_________。
（3）在过程③中，用_______处理以获取更多的卵（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。

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_____   _
__________________________________________________________________     _____。

胚胎工程是一项综合性很强的动物繁育技术，可在畜牧业和制荮业等领域发挥重要作用，据图回答。

(1)图示过程中用______处理良种母牛以获取更多的卵母细胞，图中过程A称为_______.
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O₂以_________ ，还需要提供______气体以_________ 。
(3)为研制能够产生人类干扰素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导人牛受精卵，最常用的载体是________；获得转基因母牛后，如果______ 即说明目的基因已经表达。
(4)为使人类干扰素基因在后代中长期保留，可将转基因牛体细胞的_______ 转入______ 细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为 ___________

［生物—选修3：现代生物科技专题］下图是某科研小组设计的用“精子介导基因转移法”培育转基因山羊（2n）的流程图。据图回答下列问题：

（1）“精子介导基因转移法”是利用精子易于与外源基因结合的能力，通过图中的①过程，将精子作为外源基因的      ，由       的精子，经过②过程，将外源基因送入卵母细胞。
（2）进行②过程的卵母细胞应处于   期，此时细胞中含     个染色体组。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和      。
（3）③过程需要在       （写出两点）等条件下进行。
（4）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。④过程涉及的胚胎工程技术是      。

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）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细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗。

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