胚胎工程A組基礎(chǔ)過關(guān)1.牛胚胎移植的基本程序如圖所示,下列說法錯誤的是()A.供體母牛的主要職能是產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的胚胎B.圖中a指的是超數(shù)排卵,可用促性腺激素C.為了提高牛胚胎的利用率,常采用的方法是胚胎分割移植D.供體和受體(代孕母牛)要進(jìn)行免疫檢查,防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)答案D本題考查胚胎移植的過程。胚胎移植的目的是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力;胚胎分割是將一個胚胎分成多份,從而提高了優(yōu)良胚胎的利用率;供體與受體是同種動物,受體對移入子宮的同種外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。2.牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原,可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加H-Y單克隆抗體,篩選胚胎進(jìn)行移植,以利用乳腺生物反應(yīng)器進(jìn)行生物制藥。下列相關(guān)敘述正確的是()A.H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細(xì)胞分泌B.應(yīng)選用原腸胚做雌雄鑒別C.鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D.用H-Y抗原免疫母牛可獲得相應(yīng)抗體答案DH-Y單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌;應(yīng)選擇囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞做雌雄鑒別;鑒別后的雌性胚胎才可用于胚胎移植;用H-Y抗原免疫母?？色@得相應(yīng)抗體。3.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們可以根據(jù)人類的需求來改造生物的性狀,目前已在許多領(lǐng)域取得了可喜的成果,如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解,請據(jù)圖分析回答問題。(1)在此工程中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有。(2)在基因工程中,表示;在進(jìn)入之前要用等工具來構(gòu)建基因表達(dá)載體,能實(shí)現(xiàn)進(jìn)入的常用方法是。(3)圖中一般經(jīng)處理可以得到,從到的過程中一般采用未受精的卵細(xì)胞去核后作為受體,不用普通的體細(xì)胞,原因是。(4)到過程中正確的操作方法是從下圖AD中選出,把送入的最佳時(shí)期是期。(5)是生出的后代,那么的遺傳性狀和最相似,為什么? ,如果的數(shù)量太少,用來擴(kuò)增。要實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)血清白蛋白,則要求的性染色體組成是,利用該方法得到的動物叫作。答案(1)核移植技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)等(2)目的基因限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體顯微注射法(3)胰蛋白酶卵細(xì)胞大,易操作,體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性(4)D桑椹胚或囊胚(5)荷斯坦奶牛因?yàn)閭€體的遺傳物質(zhì)大部分來自于荷斯坦奶牛,只是為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和場所PCR技術(shù)XX轉(zhuǎn)基因克隆動物解析(1)題圖涉及基因工程、核移植技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)等。(2)圖中的為目的基因,目的基因進(jìn)入前要用限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體來構(gòu)建基因表達(dá)載體,然后用顯微注射法將其導(dǎo)入受體細(xì)胞。(3)由組織得到單個細(xì)胞,要用胰蛋白酶處理,核移植過程中,利用去核的卵細(xì)胞作為受體是因?yàn)槁鸭?xì)胞大,易操作,細(xì)胞質(zhì)中含有能刺激細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì),體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性。(4)胚胎分割的關(guān)鍵是均等分割。(5)個體的遺傳物質(zhì)大部分來自于荷斯坦奶牛,只是為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和場所,因此其性狀和荷斯坦奶牛最相似。目的基因擴(kuò)增用PCR技術(shù)。由于血清白蛋白從乳汁中獲得,因此必須培育母牛,其性染色體組成為XX。培育出的動物為轉(zhuǎn)基因克隆動物。4.克隆羊的成功轟動世界,它不僅奠定了疾病克隆性治療的基礎(chǔ),而且解決了器官移植中供體不足的問題,同時(shí)也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。如圖為人類對克隆羊技術(shù)的拓展圖和應(yīng)用。請據(jù)圖回答問題。(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有、和等。(2)下列有關(guān)胚胎移植的敘述,正確的有。A.沖卵指的是從子宮中沖出胚胎,而非沖出卵子B.只有供、受體生理環(huán)境高度一致,移入受體的胚胎才能被接受,并繼續(xù)發(fā)育C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查,防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.不同動物其胚胎移植的時(shí)間不同,人的胚胎移植最好在四細(xì)胞階段進(jìn)行(3)圖中兩個克隆動物長大后,各方面特征與原型動物相同,這說明具有全能性,早期胚胎發(fā)育在階段以前的細(xì)胞是全能細(xì)胞。(4)使用培養(yǎng)基進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),通常要加入等天然成分,除了保證被培養(yǎng)細(xì)胞處于無菌、無毒及充足氧氣的環(huán)境中,還需要保證細(xì)胞生活所需的。(5)圖中從“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)到胚胎干細(xì)胞”的培養(yǎng)過程中,一般用處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán),使之分散成單個細(xì)胞。答案(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞核移植胚胎移植(2)ABD(3)動物體細(xì)胞核桑椹胚(4)血清溫度、pH(5)胰蛋白酶解析(1)題圖涉及的生物技術(shù)包括動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)、早期胚胎的培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等。(2)胚胎移植中,配種或輸精后,要用特定的裝置把母體子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來,稱為沖卵,A項(xiàng)正確。只有供、受體生理環(huán)境高度一致,移入受體的胚胎才能被接受,并繼續(xù)發(fā)育,B項(xiàng)正確。胚胎移植時(shí),受體母畜對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),所以不需要進(jìn)行免疫學(xué)檢驗(yàn),因此C項(xiàng)錯誤。不同動物其胚胎移植的時(shí)間不同,人的胚胎移植最好在四細(xì)胞階段進(jìn)行,D項(xiàng)正確。(3)通過克隆技術(shù)獲得克隆動物說明高度分化的動物體細(xì)胞核具有全能性。早期胚胎發(fā)育在桑椹胚階段以前的細(xì)胞是全能細(xì)胞。(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)液中通常要加入血清等天然成分,除了保證被培養(yǎng)細(xì)胞處于無菌、無毒及充足氧氣的環(huán)境中,還需要保證細(xì)胞生活所需的溫度和pH。(5)題圖中從“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)到胚胎干細(xì)胞”的培養(yǎng)過程中,必須用胰蛋白酶處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán),使之分散成單個細(xì)胞。干細(xì)胞形成組織、器官必須要進(jìn)行細(xì)胞的分裂和分化。5.如圖是科學(xué)家培育能生產(chǎn)人血清白蛋白乳腺生物反應(yīng)器的過程,請回答相關(guān)問題:(1)要獲取人血清白蛋白基因,可采用PCR技術(shù)進(jìn)行大量擴(kuò)增,前提是。(2)過程獲得的產(chǎn)物是。過程需對卵細(xì)胞供體母牛進(jìn)行處理。過程常采用方法。過程通常將受精卵培養(yǎng)至階段,并在進(jìn)行過程之前對胚胎進(jìn)行篩選,選擇胚胎進(jìn)行移植。(3)若轉(zhuǎn)基因母牛只有一條染色體上含有人血清白蛋白基因,該母牛與普通公牛雜交,產(chǎn)下轉(zhuǎn)基因母牛的概率是。答案(1)人血清白蛋白基因序列已知(2)重組質(zhì)粒超數(shù)排卵顯微注射早期囊胚含血清白蛋白基因的雌性(3)1/4解析(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便據(jù)此合成引物,即人血清白蛋白基因序列已知。(2)分析題圖可知,過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建,獲得的產(chǎn)物是重組質(zhì)粒;過程是體外受精,在受精之前需要對供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理,以獲得更多的卵細(xì)胞;過程是將含有人血清白蛋白基因的表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵中,常采用顯微注射方法;過程是早期胚胎的培養(yǎng)過程,通常將受精卵培養(yǎng)至早期囊胚階段;過程是胚胎移植,為了獲得乳汁中含有人血清白蛋白的奶牛,所以在進(jìn)行胚胎移植前要對胚胎進(jìn)行性別鑒定,選擇含有人血清白蛋白基因的雌性胚胎進(jìn)行移植。(3)若轉(zhuǎn)基因母牛只有一條染色體上含有人血清白蛋白基因(A表示含人血清白蛋白基因、a表示不含人血清白蛋白基因),則該轉(zhuǎn)基因母牛(Aa)與普通公牛(aa)雜交,產(chǎn)下轉(zhuǎn)基因牛(Aa)且為母牛的概率是1/21/2=1/4。B組能力提升1.據(jù)第三次全國大熊貓野外種群調(diào)查,全世界野生大熊貓不足1 600只,因此,如何保護(hù)和繁殖大熊貓是亟待解決的問題,設(shè)想如下繁殖過程:(1)“克隆熊貓”的培育技術(shù)為胚胎干細(xì)胞核移植,培育成功的部分原因是卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控發(fā)育的作用。圖中A過程是,為了抑制細(xì)胞分化,要在培養(yǎng)皿底部制備一層細(xì)胞(如胚胎成纖維細(xì)胞),稱為。(2)圖中激素處理可使供體,從而可培育更多的早期胚胎。代孕受體在移植前需要經(jīng)過處理,以便成功植入或著床。(3)下列對象中,不適合胚胎移植的是。 A.受精卵B.八細(xì)胞胚C.桑椹胚D.早期囊胚(4)為了繁殖更多后代,可以通過技術(shù),產(chǎn)生同卵多仔。下列關(guān)于該技術(shù)的敘述中,錯誤的是()A.增加胚胎數(shù)量,快速繁殖B.同卵多仔的表現(xiàn)型一定相同C.該技術(shù)涉及顯微操作技術(shù)D.可以采用相關(guān)酶處理卵裂球答案(1)細(xì)胞核(胚胎干)細(xì)胞培養(yǎng)/細(xì)胞克隆飼養(yǎng)層 (2)超數(shù)排卵同期發(fā)情(3)A(4)胚胎分割(移植)B解析(1)在胚胎和個體發(fā)育中,細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控細(xì)胞核(包括異源的細(xì)胞核)發(fā)育的作用;圖中A過程的細(xì)胞是取自囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞,是胚胎干細(xì)胞,A過程是進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)(或者細(xì)胞克隆),為了抑制細(xì)胞分化促進(jìn)細(xì)胞分裂,要在培養(yǎng)皿底部制備一層細(xì)胞(如胚胎成纖維細(xì)胞),稱為飼養(yǎng)層。(2)在胚胎移植過程中,為了獲取更多的卵母細(xì)胞,需要給雌性供體注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵。胚胎移植時(shí),要對供體和受體進(jìn)行同期發(fā)情處理,保持相同的生理狀態(tài),這樣有利于早期胚胎成功植入或著床;(3)通常移植的最適宜時(shí)期是發(fā)育到8細(xì)胞以上的胚胎,如早期囊胚,移植成功率高,受精卵不適合移植,成功率低,選A。(4)胚胎分割是在顯微鏡下用切割針或切割刀把胚胎切成多份;或用蛋白酶處理卵裂球使卵裂球中的細(xì)胞分散開;利用胚胎分割可以達(dá)到快速繁殖的目的。A、C和D正確,生物的表現(xiàn)型還受到環(huán)境的影響,B錯誤。2.現(xiàn)采用建立轉(zhuǎn)基因小鼠的方法來研究CA65基因的作用,請回答有關(guān)的問題:(1)CA65轉(zhuǎn)基因小鼠載體的構(gòu)建:將CA65基因用切割后,插入到角蛋白基因中,構(gòu)建CA65轉(zhuǎn)基因載體。(2)CA65轉(zhuǎn)基因小鼠的獲得與檢測:用法將轉(zhuǎn)基因載體注射到小鼠的中,體外培養(yǎng)獲得早期胚胎再通過技術(shù)移植到代孕母鼠子宮角或中。小鼠出生10天后提取其DNA,用技術(shù)擴(kuò)增CA65基因來檢測CA65轉(zhuǎn)基因小鼠。(3)轉(zhuǎn)基因組與野生對照組相比,CA65轉(zhuǎn)基因小鼠的淋巴管明顯增多,管徑變粗。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明CA65可以。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶(2)顯微注射受精卵胚胎移植輸卵管PCR(3)誘導(dǎo)淋巴管的增生解析(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需要用限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因(CA65基因),再用DNA連接酶將其連接在載體(角蛋白基因)中。(2)將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞培育轉(zhuǎn)基因動物時(shí),通常用顯微注射法將轉(zhuǎn)基因載體注射到小鼠的受精卵中,體外培養(yǎng)獲得早期胚胎后,再胚胎移植到代孕母鼠子宮角或輸卵管中。擴(kuò)增目的基因需要用PCR技術(shù)。(3)若轉(zhuǎn)基因組與野生對照組相比,CA65轉(zhuǎn)基因小鼠的淋巴管明顯增多,管徑變粗。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明CA65可以誘導(dǎo)淋巴管的增生。3.回答有關(guān)胚胎工程的問題。(1)“二娃”政策實(shí)施后,一些高齡夫婦選擇“試管嬰兒”技術(shù)孕育二胎:要使精子和卵細(xì)胞在體外成功融合,首先須采集到成熟的卵細(xì)胞,最常用的方法是卵巢經(jīng)過處理后,使用超聲監(jiān)視器確定卵泡的位置,插入穿刺針吸取卵泡液,取出,在體外進(jìn)行人工培養(yǎng),促進(jìn)其成熟。同時(shí)對于男方提供的精子,須經(jīng)系列處理與培養(yǎng),以達(dá)到狀態(tài)。受精卵形成后,經(jīng)人工培養(yǎng)至階段,借助胚胎移植技術(shù)回輸至女方體內(nèi),經(jīng)過自然孕育,即得“試管嬰兒”。 (2)胚胎干細(xì)胞研究發(fā)展前景誘人,它具有發(fā)育全能性和二倍體核型。培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)基中,必須加入胰島素、葡萄糖、等成分,并且要將干細(xì)胞接種在飼養(yǎng)層上,用于飼養(yǎng)層的細(xì)胞一般是。(3)下列有關(guān)胚胎移植的說法錯誤的是。A.供體與受體是同一物種的雌性 B.受體與供體保持相同的生理狀態(tài)C.供體胚胎與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系D.多胚胎移植在提高妊娠率的同時(shí),常可獲得性狀完全相同的孩子答案(1)超數(shù)排卵卵母細(xì)胞獲能早期囊胚(2)動物血清胚胎成纖維細(xì)胞(3)D解析(1)高齡夫婦選擇“試管嬰兒”技術(shù)孕育二胎時(shí),要使精子和卵細(xì)胞在體外成功融合,首先須采集到成熟的卵細(xì)胞,最常用的方法是卵巢經(jīng)過超數(shù)排卵處理后,使用超聲監(jiān)視器確定卵泡的位置,插入穿刺針吸取卵泡液,取出(次級)卵母細(xì)胞,在體外進(jìn)行人工培養(yǎng),促進(jìn)其成熟。同時(shí)對于男方提供的精子,須經(jīng)系列處理與培養(yǎng),以達(dá)到獲能狀態(tài)。受精卵形成后,經(jīng)人工培養(yǎng)至8細(xì)胞到早期囊胚階段,借助胚胎移植技術(shù)回輸至女方體內(nèi),經(jīng)過自然孕育,即得“試管嬰兒”。 (2)培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)基中,必須加入胰島素、葡萄糖、動物血清等成分,并且要將干細(xì)胞接種在飼養(yǎng)層上,用于飼養(yǎng)層的細(xì)胞一般是胚胎成纖維細(xì)胞。(3)胚胎移植時(shí),供體與受體應(yīng)該是同一物種的雌性個體,A正確;受體與供體應(yīng)保持相同的生理狀態(tài),B正確;供體胚胎與受體子宮需建立正常的生理和組織聯(lián)系,C正確;多胚胎移植可提高妊娠率,但移植的多個胚胎性別不一定相同,性狀也有差異,D錯誤。4.2011年,科學(xué)家將蜘蛛的相關(guān)基因?qū)肷窖蝮w內(nèi),創(chuàng)造出轉(zhuǎn)基因山羊,使羊奶中含有一種獨(dú)特的蛛絲蛋白。利用這種蛛絲蛋白制造的蛛絲纖維具有很高的強(qiáng)度和伸縮性。可制成防彈背心、降落傘繩等。下面是生產(chǎn)原理圖,請回答問題:(1)在過程中用到的酶是,在過程中用到的酶是。(2)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞常用的方法是。如果導(dǎo)入的受體細(xì)胞為體細(xì)胞,則過程需要的技術(shù)操作是,重組細(xì)胞才具有發(fā)育的全能性。(3)過程所用的胚胎工程技術(shù)是,該過程所用培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和等。(4)進(jìn)行過程需要的技術(shù)操作是,最佳時(shí)期是期。(5)進(jìn)行過程時(shí),需要對供、受體母羊進(jìn)行選擇,并處理。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄酶限制酶和DNA連接酶(2)顯微注射法核移植(3)早期胚胎培養(yǎng)動物血清(4)胚胎分割桑椹胚或囊胚(5)用激素進(jìn)行同期發(fā)情解析(1)由mRNA形成DNA是逆轉(zhuǎn)錄,需要逆轉(zhuǎn)錄酶。構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶對目的基因和運(yùn)載體進(jìn)行切割,然后用DNA連接酶進(jìn)行連接。(2)將構(gòu)建好的基因表達(dá)載體導(dǎo)入動物受體細(xì)胞常用顯微注射法。如果是體細(xì)胞需要進(jìn)行體細(xì)胞核移植。(3)由重組細(xì)胞到早期胚胎需要經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。在培養(yǎng)液中除了營養(yǎng)物質(zhì)外還需要加入天然的成分動物血清。(4)將胚胎形成兩個或兩個以上相同的胚胎時(shí)需要采用胚胎分割技術(shù),一般是將發(fā)育良好的桑椹胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行分割,進(jìn)行分割時(shí)一定要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割。(5)進(jìn)行胚胎移植時(shí),一定要對供體和受體母羊用性激素進(jìn)行同期發(fā)情處理,使它們的生理狀態(tài)相同。5.如圖是利用高等哺乳動物的生殖細(xì)胞進(jìn)行的體外受精技術(shù)培育試管動物的大致流程。請回答下列問題。(1)在體外受精前,要對精子進(jìn)行處理,從而使精子具有與卵細(xì)胞受精的能力。(2)體外培養(yǎng)受精卵時(shí),需給予一定量的O2和CO2。受精卵進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所是,消耗的O2是用于的產(chǎn)生。(3)從重組細(xì)胞到早期胚胎過程中所利用的胚胎工程技術(shù)是,胚胎移植前通過技術(shù)可獲得較多胚胎。答案(1)獲能(2)線粒體基質(zhì)H2O(水)(3)早期胚胎培養(yǎng)胚胎分割解析(1)獲得的精子需要進(jìn)行獲能處理后才具有受精能力。(2)受精卵進(jìn)行的細(xì)胞呼吸是有氧呼吸,有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是線粒體基質(zhì);有氧呼吸第三階段氧氣與H反應(yīng)形成水。(3)將重組細(xì)胞培養(yǎng)成早期胚胎需要利用早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。將早期胚胎分割(囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割)后,可以獲得多個胚胎