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1、第45课时 胚胎工程,1.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,经人工授精后可得 到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为
2、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,可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚,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。答案(1)顶体酶(2)初级 中 受精(3)生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收 具有选择透过性(4)胚胎分割 冷冻(或液氮),2.日前首例毛驴胚胎移植在新疆实验成功。请回答 下列问题：(1)克隆动物培育过程与胚胎移植繁殖过程相比特 有的技术手段是 技术,这两种繁育动物 的方式相比,实质性的区别为前者是,后者是。(2)一般用 激素对供体母驴做 超数排卵处理。(3)
3、哺乳动物胚胎体外培养所需的培养液成分一般 比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添 加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及 等物质。,(4)如果培育转基因驴,可采用 技术 将药用蛋白基因导入到 中,在检测受 体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是 技术,根据是否 显示出杂交带进行鉴定。(5)毛驴的胚胎能在受体母驴的子宫内存活并正常 发育的生理原因是什么？。,解析 克隆动物培育的技术手段有:动物细胞培 养、核移植、胚胎移植;胚胎移植繁殖优良动物的 技术手段有：动物细胞培养、胚胎移植等。动 物克隆和胚胎分割都属于无性繁殖,这两种技术获 得的动物体的遗传物质不发生改变。答案(1
4、)核移植 无性生殖 有性生殖(2)促性腺(3)动物血清(4)显微注射 受精卵 DNA分子杂交(5)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫 排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理 和组织联系,3.如图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程,请据图回答：(1)超数排卵技术就是对供体母牛注射。(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时有。(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)。答案(1)促性腺激素(2)胚胎(3)DE(4)滋养层(5)不一定相
5、同,因为这些胚胎可能由 不同的受精卵发育而来,它们的基因型可能相同,也可能不同,4.下面是以小鼠为对象进行的研究工作,请分析回答 问题。(1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下(光照14 h,黑暗10 h)饲养成年雌鼠,并注射促性 腺激素,目的是。然后从雌鼠输 卵管中取出卵子,在一定条件下培养成熟;并从雄 鼠附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是。再在37、5%CO2条件 下,精卵共同作用4 h,冲洗后继续培养。定时在显 微镜下观察胚胎的变化,第5天后可以看到胚胎发 生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这 是胚胎 期开始的标志。,(2)如果体外受精后,在精核与卵核融合之
6、前,用微 型吸管吸除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似 于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可 发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显 著优点是。(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵 细胞中,由重组细胞发育成小鼠丙,则小鼠丙的基 因来源于。,(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因 可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有 的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外 源基因插入导致受精卵死亡的最可能的原因。解析 胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某 种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得 人们所需要的成体动物的新技术,实际上是动物细 胞工程的拓展与延伸
7、。(1)光照长短是影响小鼠发 情的主要环境因素,在卵巢的正常活动下,光照对,母体的排卵数有显著的影响;超数排卵简称超排,就是在动物发情周期的适当时间注射促性腺激素,使卵巢比自然状态有更多的卵泡发育并排卵;可用 培养法或化学法使精子获能;囊胚期出现细胞分化 和内细胞团,将来可发育成各种组织。(2)类似植 物中的单倍体育种,优点是缩短育种时间,易获得 纯合子。(3)在该核移植过程中,小鼠丙的核基因 来自小鼠甲,细胞质基因来自小鼠乙。(4)外源基 因的插入如果没有破坏小鼠原来的基因,则可能存 活;如果插入的位置正好在某个基因内部,破坏了 原来的基因,小鼠可能会死亡。,答案(1)促进排卵(或超数排卵)
8、使精子获能 囊胚(2)容易获得纯合子并缩短育种时间(3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的 细胞质基因(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动所必需的 某些基因不能正常表达,5.随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来 改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,下 图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,根据下 图回答：(1)在此工程过程中涉及到的现代生物技术主要有。,(2)在形成图中的过程中,我们称为,获取的途径主要有。(3)能实现直接进入吗？为什么？。(4)图中一般经 处理可以 得到,从到的过程中一般用未受精的去核卵 细胞为受体,不用普通的体细胞,原因是。(5)从到的过程中正确
9、的操作方法是下列的,把送入的最佳时期为。,(6)是的后代,那么与的遗传性状完全一 样吗？为什么？。(7)利用转基因动物乳汁生产生物产品的方法称为,利用核移植的方法得到 的动物叫做。,解析 本题综合考查了基因工程、细胞工程及胚 胎工程。目的基因获取的方法有从基因文库中获 取、人工合成及通过PCR技术扩增。获取的目的基 因不能直接导入受体细胞,需借助于载体,因为独 立外源基因很难与受体细胞的基因连接和独立表 达。将动物细胞分成单个细胞需用胰蛋白酶处 理。在细胞工程中细胞核导入的受体细胞常用去 核的卵细胞,因为分化程度越低,细胞全能性的表 达越容易。胚胎分割的时期需在胚胎分化之前。克隆得到的生物,性
10、状绝大多数像提供细胞核的 动物。,答案(1)基因工程技术、核移植技术、胚胎移植 技术(2)目的基因 从基因文库获取、PCR技术 扩增、人工合成(3)不能。因为独立外源基因很难与受体细胞的基 因连接和独立表达(4)胰蛋白酶 卵细胞体积大易操作,且其细胞质 中含有促进细胞核表现出全能性的物质(5)C 桑椹胚和囊胚期(6)不一样。因为个体的遗传信息几乎全部来自 供体的细胞核,没有孕育它的母体的遗传信息(7)乳腺生物反应器 克隆动物,6.下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受 精培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：(1)细胞A的形成过程中常用的诱导因素有。(2)过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移
11、植,移植后的胚胎能在受体子宫中存活,其生理基础是。,(3)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对中囊胚进行,操作过程 中需要特别注意的问题是。解析(1)诱导动物细胞融合可用离心、振动、电 刺激处理,聚乙二醇处理或灭活的病毒处理。(2)受体子宫的生理状态与供体子宫的生理状态相 同,供体对移植胚胎不发生免疫排斥反应,才能保 证移植的胚胎在受体子宫中存活。(3)胚胎分割移 植产生的小牛,遗传物质相同,在进行分割时要注 意将囊胚期的内细胞团均等分割。,答案(1)灭活的病毒、聚乙二醇、电刺激等(2)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应(3)胚胎分割(移植)将囊胚的内细胞团进行均等 分割,7.在现代社会
12、中糖尿病的发病率越来越高,此病主要 是由于患者胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足引起 的。对此,某同学根据所学知识提出了以下治疗途 径,请分析回答：(1)由转基因动物生产胰岛素。基本程序是：获 取目的基因基因表达载体的构建将目的 基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。其中目的基因可以从自然界中已有的物种中分离 出来,也可以。和需要用同一种 限制性核酸内切酶,该酶的作用是,暴露出相同的黏性末端。是该途径生产胰岛素 能否成功的关键,可以将胰岛素基因与乳腺蛋白基 因的启动子等调控组件重组在一起,通常采用 方法将目的基因导入哺乳动 物的 中。(2)利用细胞工程,模仿“番茄马铃薯”杂交细 胞,进行细胞培养生
13、产胰岛素。事实上,超级杂种 植株并没有像人们想像的那样：地上结番茄,地下 结马铃薯。为什么？。,(3)通过体细胞核移植产生胚胎干细胞,再诱导其 分化成胰岛B细胞进行移植。该种方法减少了患者 经常注射胰岛素的痛苦,试说出它还有什么明显的 优点？(一条即可)。该方法 用到了核移植技术,如果该技术使用的全部是牛细 胞,在其胚胎早期切割成4等份,经移植发育得到 4头小牛,这4头小牛的性状相同,原因是。解析(1)因为人类已经掌握了基因的结构原理和 合成技术,故可用人工合成的方法获得目的基因;通过显微注射的方式,将目的基因与乳腺蛋白基因 的启动子等导入哺乳动物的受精卵中。(2)因为生,物体内的所有基因是一
14、个有机整体,是相互影响,相互制约的,又因为当两个物种的基因随着细胞的 融合进入一个细胞后,其得以表达的基因和表达顺 序均会发生改变,故超级杂种植株并没有像人们想 像的那样：地上结番茄,地下结马铃薯。(3)这种 做法可使糖尿病患者体内具有正常的胰岛B细胞,这不仅可减轻患者的痛苦,而且还能使人自主地根 据体内血糖浓度的变化进行血糖平衡的调节(或根 治糖尿病)。由一个胚胎均等分割来的四个胚胎,有着相同的遗传物质,故由这四个胚胎发育成四头 小牛,有着相同的性状。,答案(1)人工合成 识别双链DNA分子的某一特 定核苷酸序列,并使每一条链中特定部位的两个核 苷酸之间的磷酸二酯键断裂 显微注射 受精卵(2
15、)生物基因的表达不是孤立的,而是相互制约、相互影响的;杂种植株中两种生物的基因不能像杂 交前一样有序表达(3)根据体内血糖浓度的变化 调节血糖平衡(或不用注射胰岛素,减轻患者痛苦 等)来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割可以看作动物无性生殖或克隆,8.下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图完成 下列问题：(1)填出图中字母所代表的结构名称：A;B;C;D;,(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称：甲;乙;丙;进行乙过程时,所取的样本是。(3)进行甲过程时,所使用的基本仪器是,本过程的技术关键是。(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功,但 仍然存在一些问题,如 等;同时很难取得同卵多
16、胎,成功率较高的是。,解析(1)根据囊胚的结构可知图中字母所代表 的结构名称分别是A为囊胚腔,B为透明带,C为滋养 层,D为内细胞团。(2)图中表示的甲、乙、丙过程 的技术分别是胚胎分割、做DNA分析进行性别鉴 定、胚胎移植。进行乙过程时,所采取的样本是滋 养层。(3)进行甲过程时,所使用的基本仪器是显 微操作仪和实体显微镜。本过程的技术关键是将 内细胞团均等分割。(4)尽管胚胎分割技术在多种 动物中已取得成功,但仍然存在一些问题,如刚出 生的动物体重偏轻,毛色和斑纹上还存在差异等;同时很难取得同卵多胎,成功率较高的是同卵双胎。,答案(1)囊胚腔 透明带 滋养层 内细胞团(2)胚胎分割 做DNA分析进行性别鉴定 胚胎移 植 滋养层(3)显微操作仪和实体显微镜 将内 细胞团均等分割(4)刚出生的动物体重偏轻,毛色和斑纹上还存在 差异 同卵双胎,
