高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程综合与测试课堂检测

这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程综合与测试课堂检测，共24页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

单元质量评估(三)
专题3
(90分钟 100分)
一、选择题(共20小题,每小题2分,共40分)
1.下列说法正确的是 ( )
A.成熟的精子遇到卵子便可发生受精作用
B.精子和卵子的发生都是从初情期开始的
C.卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D.卵子产生过程中的减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的
【解析】选D。精子的产生是从初情期开始的,而卵子的发生则从性别分化以后便开始进行。刚排出的卵子尚未完全成熟,仅完成减数第一次分裂,需要在输卵管内进一步成熟,直至减数第二次分裂中期才能与精子结合完成受精过程。卵子形成的整个过程需要在卵巢和输卵管两个场所完成。
2.以下对精子形成过程的说法,不正确的是 ( )
A.精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分
B.高尔基体发育为头部的顶体
C.线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘
D.细胞内的其他物质浓缩为球状,叫做原生质滴,原生质滴中存在中心体
【解析】选D。精子细胞形成精子的变形过程:细胞核变为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部,形成线粒体鞘,细胞内其他物质浓缩为原生质滴,随精子的成熟过程向后移动,直至脱落。
3.下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述正确的是 ( )
A.移植用的胚胎一般取桑椹胚或囊胚
B.滋养层细胞发育成胎膜和胎盘在囊胚期
C.分割囊胚阶段的内细胞团不要求均等
D.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
【解析】选A。因桑椹胚或囊胚时期的细胞未分化,所以移植的胚胎一般取桑椹胚或囊胚;滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在原肠胚期;对囊胚阶段的内细胞团的分割要求均等;卵裂期胚胎中细胞数目增加,但有机物总量在不断减少。
4.在蛙胚发育的卵裂期,下列物质的总量会增加的是 ( )
A.卵黄 B.DNA
C.有机物含量D.氨基酸种类
【解析】选B。由于细胞分裂,DNA含量会增加。细胞分裂等活动需消耗能量,故有机物含量会减少。
【误区警示】人的受精卵发育到原肠胚的过程中,有机物含量并不随细胞数目的增加而增加,由于外界尚未提供有机物,所以有机物的含量减少。
5.下列生物技术不需要进行胚胎移植的是 ( )
A.克隆绵羊
B.培育优良品种试管牛
C.制备单克隆抗体
D.培育分泌人的抗体的转基因羊
【解析】选C。制备单克隆抗体所需的技术手段是动物细胞融合和动物细胞培养。培育分泌人的抗体的转基因羊的过程:首先将人的抗体基因与载体结合,然后导入羊的受精卵中,将其在体外培养成早期胚胎后,移入母羊子宫内发育直到出生。
6.下列说法正确的是 ( )
A.试管牛是无性生殖的产物
B.试管婴儿是有性生殖的产物
C.“多利”羊是有性生殖的产物
D.转基因牛是无性生殖的产物
【解析】选B。试管牛和试管婴儿都由体外受精的受精卵发育而来,为有性生殖。“多利”羊为核移植技术的产物,其产生是无性生殖。转基因牛要把基因导入受精卵发育成个体,为有性生殖。
7.胚胎工程的核心技术是 ( )
A.胚胎分割与融合B.胚胎移植
C.胚胎性别鉴定D.胚胎冷冻保存技术
【解题指南】解答本题需明确:
(1)胚胎工程技术必须用到胚胎移植,所以胚胎移植是胚胎工程的核心技术。
(2)胚胎工程未必用到胚胎分割、胚胎性别鉴定、胚胎冷冻保存技术。
【解析】选B。胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。通过任何一项技术,如转基因、核移植或体外受精等技术获得的胚胎,都必须移植到受体才能获得后代。
8.(2015·江苏高考)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是
( )
A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
【解题指南】关键知识:动物细胞培养的特点、细胞核移植的过程、胚胎分割技术的结果和早期胚胎培养的培养液中各种营养物质的作用。
【解析】选C。本题主要考查动物细胞工程和胚胎工程。乳腺细胞是成熟的体细胞,在体外离体培养的时间短,并且有接触抑制现象,而乳腺癌细胞在体外培养时,可以无限增殖,并且不会发生接触抑制,故A项错误。细胞核移植主要是在同种动物的不同种组织细胞之间进行的,故B项错误。在胚胎分割技术中,一个胚胎分割的次数越多,发育成新个体的概率越低,故C项正确。早期胚胎培养液中维生素和激素不能作为能源物质,其作用主要是促进细胞的代谢和发育,故D项错误。
9.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如下图所示,a、b、c表示现代工程技术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是 ( )
A.若a是核移植技术,①反映了动物体细胞也具有全能性
B.若c是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表现型一定相同
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D.若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
【解析】选D。核移植技术反映了动物体细胞的细胞核具有全能性,不能说明动物体细胞具有全能性;胚胎分割技术获得的个体,基因型相同,但表现型由于受环境影响,不一定相同;①②③中作为受体的动物品种一般是生长健康、同种的雌性动物;体外受精和胚胎移植技术的应用解决了良种家畜生育率低、繁殖速度慢的问题,为良种家畜快速大量繁殖提供了可能。
10.下列说法符合胚胎移植生理学基础的是 ( )
A.供、受体的发情时间要一致,才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致
B.供体胚胎移入受体子宫的位置,应与在供体内的位置相同或相似
C.受体子宫与外来胚胎发生排斥反应,是胚胎移植过程需要重点克服的难题
D.胚胎移植产下的个体在遗传性状上与受体母亲相似
【解析】选A。胚胎移植前,一般采用注射激素的方法使供、受体母畜发情时间一致,使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,以保证胚胎移植后的恢复和继续发育。选项B叙述正确,但不属于胚胎移植生理学基础的内容;受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应;受体仅为供体胚胎提供发育的环境和营养,不改变胚胎的遗传性状。
11.下列哪些技术或过程与试管婴儿的形成有关 ( )
①体外培养②人工授精
③胚胎移植④正常妊娠
A.①③B.②③
C.①②③D.①②③④
【解析】选D。科学家们把卵子从母体内取出,在试管内与人工采集的精子进行体外受精,发育成胚胎,把胚胎植入母体子宫内,孕育成婴儿产出,这便是试管婴儿,所以试管婴儿的形成包括①②③④。
12.如图表示某胚胎工程的流程图。据图分析下列叙述正确的是 ( )
①→动物细胞培养→胚胎→②→新个体
A.若该工程表示胚胎分割技术,则①可以是桑椹胚
B.若该工程表示核移植技术,则①的形成不需要卵母细胞的参与
C.无论是哪种工程,培养细胞的培养液中都要加入胚胎成纤维细胞
D.②需注射促性腺激素,以达到超数排卵和同期发情的目的
【解析】选A。胚胎分割技术是将桑椹胚或者囊胚的内细胞团均等分割,所以①可以是桑椹胚或囊胚。若该工程代表核移植技术,重组细胞的形成则需要去核的卵母细胞作为材料;无论是哪种工程,培养动物细胞都不需要加入胚胎成纤维细胞,而是除了必需营养成分外需要加入动物血清等;如果②过程需注射促性腺激素进行超数排卵或同期发情处理,则不应该在胚胎发育成新个体的过程中。
13.(2015·武汉高二检测)通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是 ( )
A.分化的体细胞丢失了某些基因
B.类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
C.二者功能有差异,但形态没有差异
D.二者基因组相同,且表达的基因相同
【解析】选B。分化的体细胞只是某些基因不表达,而并没有丢失;已分化的细胞在形态、结构和功能上都发生了明显变化;已分化的细胞与未分化的细胞相比,二者所含的基因相同,但表达的基因不同。
14.一般来说,早期胚胎的体外培养需要满足以下哪些条件( )
①无毒的环境
②无菌的环境
③培养液中需加血清等物质
④温度与动物体温相近
⑤需要O2,不需要CO2
⑥需要CO2调节培养液pH
A.①②③④⑤⑥B.①②③④
C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥
【解析】选D。早期胚胎的培养条件与动物细胞培养条件相似,应具有无菌、无毒的环境,适宜的温度和一定浓度的CO2,培养液中需要加入动物血清等物质。
15.用胚胎干细胞(ES细胞)定向诱导分化出人造组织器官进行自体移植,可以解决临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。下图表示胚胎干细胞分离和定向诱导分化的流程图,其中①～④为细胞或细胞结构,Ⅰ～Ⅵ为操作过程,下列叙述与图中相符的是 ( )
A.图中所涉及的现代生物技术有体细胞核移植技术、细胞培养技术
B.图中ES细胞是由③分离来的,此外还可以从原始性腺中分离
C.ES细胞在饲养层细胞上会向不同类型的组织细胞分化
D.过程Ⅴ的结果多种多样的原因在于ES细胞具有发育的全能性
【解析】选A。图中Ⅰ过程是将供体细胞的细胞核注入由①提供的细胞质中,获得核质重组的细胞,即体细胞核移植技术,过程Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ涉及细胞培养技术;图中③为滋养层细胞、④为内细胞团,ES细胞可以由囊胚的内细胞团细胞(④)或原始性腺中分离出来;ES细胞在饲养层细胞上能够维持不分化的状态;过程Ⅴ是诱导分化,其结果多种多样的根本原因是基因的选择性表达。
16.狮虎兽是由雄狮的精子和雌虎的卵子经体外受精而产生,此过程需要解决的问题是 ( )
A.精子在体外获能
B.通过人工处理防止多精入卵
C.获能的精子和成熟的卵子,不能在获能溶液中受精
D.抽取精子、卵子的细胞核进行融合
【解析】选A。采集的精子获能后才具有受精的能力。精子与卵子结合过程中自然会形成防止多精入卵的两道屏障:透明带反应和卵细胞膜反应。入卵后另一变化是分别形成雌雄原核,然后二者融合完成受精。
17.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞,可以分裂、分化形成各种组织干细胞,再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列叙述错误的是 ( )
A.培养胚胎干细胞可以维持不分化的状态,也可以诱导分化为不同类型的组织细胞
B.胚胎干细胞有细胞周期,神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C.造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的
D.如果通过转基因技术,成功改造了某血友病女性的造血干细胞,使其凝血功能全部恢复正常,当她与正常男性结婚,婚后所生子女的表现型都正常
【解析】选D。胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料,在一定条件下培养,可以维持不分化的状态;在加入诱导因子后,又可以诱导其向不同类型的组织细胞分化。胚胎干细胞能够不断分裂,因而有细胞周期,神经细胞不再分裂,因而没有细胞周期。正常情况下,细胞分化都是不可逆的过程。通过转基因技术,只是成功改造了某血友病女性的造血干细胞,使其恢复正常造血功能,而没有改变其血友病基因,该女子仍然会产生带有血友病基因的卵子,因而其所生子女中可能有患者。
【补偿训练】干细胞是生物体生命进程中出现的一类未分化细胞,一旦需要,它可以分裂、分化形成各种组织干细胞,再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列有关叙述中不正确的是 ( )
A.心脏干细胞分化形成心脏的过程表现了细胞的全能性
B.在适当条件下,胚胎干细胞可以分化为多种组织
C.运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织,开创人类疾病治疗的新方法
D.干细胞中含有本物种生物发育的全套遗传物质
【解析】选A。细胞的全能性是指高度分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,心脏干细胞分化形成心脏并没有表现出全能性。
18.北京市某医院接生了一名婴儿,医院为他保留了脐带血,如果后来他患了胰岛素依赖型糖尿病,就可以通过脐带血中的干细胞为其治疗。关于这个实例说法正确的是 ( )
A.用干细胞培育出人体需要的器官来治疗疾病,需要激发细胞的所有全能性
B.用脐带血干细胞能治疗这个孩子的所有疾病
C.如果要移植用他的干细胞培育出的器官,需要用到细胞培养技术
D.如果要移植用他的干细胞培养出的器官,应该长期给他使用免疫抑制药物
【解题指南】造血干细胞属于多能干细胞,它具有分化成多种细胞或组织的潜能,但不能发育成完整的个体。
【解析】选C。脐带血干细胞最大的优点就是自体移植不会有免疫排斥反应,因而不需要给他使用免疫抑制药物。用脐带血干细胞培育出人体需要的器官用来治疗疾病,不需要激发细胞的所有全能性。脐带血干细胞不能治疗所有疾病,如意外伤害、毒药伤害等。
19.科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS细胞”,人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法,正确的是 ( )
A.iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性
B.iPS细胞有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期
C.iPS细胞可分化形成多种组织细胞,说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变
D.iPS细胞分化成人体多种组织细胞,是因为它具有不同于其他细胞的特定基因
【解析】选B。“iPS细胞”是一种多能干细胞,而多能干细胞既能分裂又能进行细胞分化,形成不同的组织、器官。细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,应该体现在由该细胞形成新个体的过程中。高度分化的细胞如神经细胞等是不能再进行细胞分裂的,不能进行分裂的细胞不具有细胞周期。细胞分化是基因选择性表达的结果,而多细胞生物的每一个体细胞都源自一个受精卵,因而都具有相同的遗传信息。
20.(2015·广东高考)如图为培育转基因山羊生产人β-酪蛋白的流程图。
下列叙述正确的是(多选) ( )
A.过程①所用的人β-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得
B.过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植
C.过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体
D.过程④人β-酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译
【解题指南】(1)隐含信息:目的基因的获取方法、胚胎分割移植操作对象与意义、基因表达过程与场所。
(2)关键知识:转基因技术的操作流程,胚胎分割移植技术。
【解析】选A、C。本题考查基因工程及胚胎工程的应用。如果用某种生物的某个发育时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群体就叫做这种生物的cDNA文库,从人cDNA文库中可以获得人β-酪蛋白基因,故A项正确;过程②是胚胎移植阶段,此阶段所用的胚胎处于囊胚期或桑椹胚时期,而不是原肠胚时期,B项错误;胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一,能扩大转基因山羊群体,故C项正确;人β-酪蛋白基因属于核基因,其转录和翻译的场所分别是细胞核、细胞质,故D项错误。
二、非选择题(共6小题,共60分)
21.(8分)克隆羊的成功培育轰动世界,它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础,解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用,请据图回答:
(1)图中所涉及的现代生物技术有 和 等。若让动物1能够产生出人体胰岛素,还需要的技术是 。
(2)图中两个克隆动物长大后,各方面特征与雄性动物相同,这说明
具有全能性,早期胚胎发育在 阶段以前的细胞都是全能细胞。
(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,提供一定的营养物质外,还需要保证细胞生活所需的 。
(4)图中从内细胞团到胚胎干细胞的培养过程中,一般用 处理内细胞团,使之分散成单个细胞。
【解析】(1)克隆动物培育过程的技术核心是动物细胞核移植技术,得到的重组细胞发育成克隆动物的过程需要早期胚胎培养技术(动物细胞培养)和胚胎移植技术;若要克隆动物表现出其他生物的性状,需要通过基因工程定向改造。(2)动物体细胞核移植体现的是动物体细胞核的全能性;早期胚胎发育到囊胚阶段开始出现分化的细胞,由受精卵发育到桑椹胚阶段没有细胞分化,细胞都具有全能性。(3)动物细胞的体外培养过程中需要适宜的温度、pH等条件。(4)动物细胞体外培养时取出的组织块需要利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,使其分散为单个细胞再进一步培养。
答案:(1)动物细胞核移植 胚胎移植 动物细胞培养(任填两项即可) 基因工程(或DNA重组技术) (2)体细胞核 桑椹胚
(3)温度和pH
(4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
22.(10分)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)进行的一系列研究,请据图分析回答相关问题:
(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,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 ,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 的特点。在哺乳动物早期发育过程中,囊胚的后一个阶段是 。
(3)将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是
。
(4)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时,必须用X射线照射去除胸腺的小鼠,获得免疫缺陷小鼠,其目的是
,该过程研究的意义在于解决______________________
问题。
【解析】(1)培养胚胎干细胞使用的物质主要是饲养层细胞和动物血清等,说明饲养层主要是给胚胎干细胞提供营养物质;抗生素能杀灭细菌,在细胞培养中加入抗生素能防止杂菌污染。(2)胚胎干细胞能发育成该动物的各种器官,说明具有发育的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚。(3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定表达。(4)目前,器官移植面临的难题主要是供体的短缺和免疫排斥。器官移植过程中产生的免疫是细胞免疫,细胞免疫主要和胸腺中发育成熟的T细胞有关。
答案:(1)营养物质 防止杂菌污染
(2)发育的全能性 原肠胚
(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
(4)去除胸腺,不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞不会被排斥 临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等
【补偿训练】下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 期的内细胞团或胎儿的_______
中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是 。在体外培养条件下,培养液中加入
因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因
的结果。
(4)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,骨髓移植的实质是将上图的 细胞移植到患者体内。
(5)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,不能作为供体的细胞的是成熟的 ,其原因是 。
(6)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用 细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌 的杂交瘤细胞。
【解析】(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞,全能性最高,在体外培养条件下,该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞,培养液中加入分化诱导因子。
(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
(4)骨髓是人体的造血组织,存在造血干细胞,骨髓移植的实质是将图中的造血干细胞移植到患者体内。
(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核,而成熟的红细胞没有细胞核,所以不能作为供体。
(6)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞。
答案:(1)囊胚 原始性腺
(2)胚胎干细胞 分化诱导
(3)选择性表达
(4)造血干
(5)红细胞 细胞中无细胞核
(6)相应的B淋巴 特异性抗体
23.(12分)如图表示利用胚胎工程培育优质奶牛的基本流程:
(1)桑椹胚阶段的每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜力,属于 。补充填写胚胎发育的几个重要阶段:受精卵→桑椹胚→
→ 。
(2)在优质奶牛的培育过程中,为了能够快速繁殖,常用体外受精技术,其过程为:
卵巢卵母细胞体外受精受精卵培养

该过程中卵母细胞可以直接在体外受精吗?
(填“能”或“不能”),在进行体外受精前要对精子进行 处理。
(3)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可进行胚胎分割。应注意将
分割,通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的 。
(4)胚胎干细胞(简称ES或EK细胞)是由 胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞,具有很强的 能力和多向 的潜能。ES细胞将会给人类移植医学带来一场革命,原因是ES细胞可以被诱导分化形成新的 ,还可以培育出新的 。
【解析】(1)桑椹胚阶段的每个细胞都具有全能性,属于全能细胞。早期胚胎发育的阶段为受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚。受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应,这是外来胚胎成活的生理基础。
(2)只有进行到减数第二次分裂中期的卵母细胞才具有受精能力。受精前,精子要进行获能处理。
(3)胚胎分割时应将内细胞团均等分割。
(4)胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,具有很强的增殖能力和分化潜能。
答案:(1)全能细胞 囊胚 原肠胚
(2)不能 获能 (3)内细胞团均等 遗传物质
(4)早期 增殖 分化 组织细胞 组织器官
24.(2015·重庆高考改编)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题,引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
拟进行如下杂交:
♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)C
利用♂A与♀C,按以下流程可加速获得优良个体。
(1)精子要具有受精能力,需对其进行 处理;卵子的成熟在过程
中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖,其作用是
。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应鉴定胚胎的 。子代母牛的优良性状与过程 的基因重组有关。
(2)为了提高已有胚胎的利用率,可采用 技术。
【解析】(1)精子在受精前需进行获能处理,卵子的减数第二次分裂在受精作用即过程③中才得以完成;体外培养胚胎时,需在培养液中提供葡萄糖等物质以保证充足的能量供应。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应鉴定胚胎的性别,以及是否具有高产奶和适宜本地生长等优良基因,子代母牛的优良性状与过程②(产生mN卵子的减数分裂过程)的基因重组有关。
(2)利用胚胎分割,可同时获得多个基因型相同的后代,提高了已有胚胎的利用率。
答案:(1)获能或增强活力 ③ 供能 性别、高产奶和适宜本地生长的基因 ② (2)胚胎分割
25.(10分)人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳汁生产血清白蛋白,既提高了产量,又有了安全保障。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,请据图回答:
(1)在基因工程中,我们称②为 ,在②进入③之前要用
等工具来构建基因表达载体。
(2)图中①一般经 处理可以得到③,从③到④过程中一般利用未受精的卵细胞去核后作为受体,而不用普通的体细胞,原因是① ;
② 。
(3)过程a是进行动物早期胚胎的体外培养,培养液中除了含有各种无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等营养成分之外,还要添加 。
(4)⑥是⑤生出的后代,那么⑥的遗传性状和 最相似,为什么? 。如果②的数量太少,常用
来扩增;要实现⑥批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体是
,利用该方法得到的动物叫做转基因克隆动物。
【解析】(1)②为目的基因,③是受体细胞(动物细胞),将目的基因导入受体细胞用的工具有限制酶和DNA连接酶、载体。
(2)细胞培养可以获得大量的细胞,要将待培养组织分散成单个细胞,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将细胞分散开。动物克隆操作过程中要将来源于体细胞的核移植到去核卵细胞中,其原因是去核卵细胞内含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化,并且卵细胞大,易操作。
(3)动物细胞培养液中除了含有各种无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加动物血清,因为其中含有某些促进细胞增殖分化的未知物质。
(4)⑥为克隆动物,其核基因除血清白蛋白基因外均来自提供细胞核的供体细胞(荷斯坦奶牛),质基因来自去核卵细胞。因此⑥的主要性状像荷斯坦奶牛。如果目的基因过少,可借助PCR技术进行目的基因的扩增。要实现⑥批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体为XX,因为只有雌性动物的生殖期才能泌乳。
答案:(1)目的基因 限制酶和DNA连接酶及载体
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化 卵细胞大,易操作
(3)动物血清
(4)荷斯坦奶牛 因为④(发育成⑥的最初细胞)的细胞核来自①,细胞核是细胞代谢和遗传性状的控制中心 PCR技术 XX
26.(10分)以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a～h为操作过程,请据图回答有关问题:
(1)“试管牛”技术的操作流程是 (填字母)。
(2)图中数字标号代表的结构名称是[①] 、[②]
、[③] 。
(3)d操作的名称是 ,受体子宫内胚胎发育的过程中,细胞不断分裂。
(4)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 。
(5)过程h常用的方法是 。为了能确定目的基因已经导入受精卵,相应的载体需要有 以便于进行检测。
(6)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到 阶段的早期胚胎进行 处理,再植入受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于 条件下。
【解析】(1)“试管牛”技术的操作流程是:一般获取卵母细胞和精子并处理,再经受精后进行早期胚胎培养,然后将胚胎移植到母牛子宫,胚胎在母牛子宫中生长发育直至分娩产出试管牛,即a→b→f→g。
(2)①②③为囊胚结构,①为滋养层;②为囊胚腔;③为内细胞团。
(3)c为胚胎分割,d为将胚胎移植到母牛子宫即胚胎移植。
(4)活细胞的细胞膜有选择透过性不能被染色。
(5)图中h是将外源基因导入受精卵,用显微注射法,为了确定目的基因导入受精卵,需要有标记基因以便于检测。
(6)胚胎分割产生的后代遗传物质都相同,一般对桑椹胚或囊胚进行分割,保存胚胎应将其置于冷冻或液氮条件下。
答案:(1)a→b→f→g
(2)滋养层 囊胚腔 内细胞团
(3)胚胎移植
(4)对物质的吸收具有选择透过性
(5)显微注射法 标记基因
(6)桑椹胚或囊胚 胚胎分割 冷冻或液氮
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