1、1课时训练 37 胚胎工程1.(2018 浙江名校协作体 9 月试题)回答与胚胎工程和基因工程有关的问题。(1)将人的胰岛素基因导入牛受精卵中,常用 方法获得目的基因,再用 法导入受体细胞。若受体细胞是牛的乳腺细胞,获得重组细胞后,利用 技术才能获得转基因牛。 (2)将成功导入重组 DNA 分子的多个受精卵进行 至早期囊胚,再分别移入 的母牛的输卵管或子宫角继续发育。 (3)若供体牛一次排卵较少,可用激素处理促其 ;若筛选过程中只有极少数受精卵导入成功,可在 时期进行胚胎分割以获得多个胚胎。 答案 (1)化学(人工)合成(或 PCR 扩增) 显微注射 核移植(克隆)(2)胚胎体外培养 同期发情
2、(3)超数排卵 卵裂球(早期囊胚)解析 (1)人的胰岛素基因序列是已知的,通常用人工合成的方法获得目的基因,再用显微注射法导入受体细胞,形成重组细胞。形成重组细胞后要利用核移植技术才能获得转基因牛。(2)通常移植的最适宜时期是发育到 8 细胞以上的胚胎,如早期囊胚,再移入同期发情母牛子宫中继续发育。(3)要获得更多的卵细胞,可通过激素处理促进母牛超数排卵。胚胎分割的需要对卵裂球(或早期囊胚)进行分割。2.(2018 浙江金丽衢十二校高三 8 月第一次联考)下图为绿色荧光小鼠制备流程图,Gfp 是绿色荧光蛋白基因,请分析回答下列问题。(1)为构建表达载体,通常用相同的限制性核酸内切酶切割 Gfp
3、 基因和 Neo 所在的载体,保证两者产生相同的粘性末端,但弊端是 Gfp 基因和 Neo 所在的载体在连接时可能会发生 ,表达载体与染色体 DNA 整合后能使 Gfp 基因的遗传特性得以维持稳定和表达,从而完成 过程。 (2)图中载体上的 Neo 基因是一种抗生素抗性基因,图中步骤所用的 G418 是一种抗生素(对细胞有毒害作用),添加 G418 的目的是 。 (3)图中为促进胚胎干细胞增殖,培养过程中需加入 抑制分化。 (4)图中步骤要将细胞注射入图中囊胚的 部分,图中步骤胚胎移植前要对代孕母鼠 b 进行 处理。 2(5)可以使用 法在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿色荧光蛋白。 答案 (1
4、)自身环化 转化 (2)鉴定和筛选出导入目的基因的胚胎干细胞 (3)胚胎成纤维细胞(饲养层) (4)内细胞团 同期发情 (5)抗原抗体杂交解析 (1)用同一种限制性核酸内切酶切割载体和目的基因,容易形成自身环化,故需要进行筛选。把重组分子导入特定的宿主细胞的过程叫转化。(2)抗生素抗性基因用于鉴定和筛选导入目的基因的胚胎干细胞。(3)用于饲养层的细胞一般是胚胎成纤维细胞,因为胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质,满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。(4)胚胎干细胞通过显微注射注入内细胞团,移植时要对代孕母鼠 b 进行同期发情处理。(5)目的基因有没有表达可通过抗原抗体杂交进
5、行检测。3.如图为荷斯坦小奶牛的繁殖过程,请据图回答下列问题。(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比,特有的技术手段是 技术,这两种动物繁殖的方式相比,实质性的区别为前者是 ,后者是 。 (2)一般用 激素对供体母牛做超数排卵处理,用 激素处理受体牛以便接受胚胎。(3)如果培育转基因荷斯坦奶牛,可采用 技术将药用蛋白基因导入 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。 (4)上述技术应用于人类所得到的婴儿通常叫 ,在生育方面的积极意义是 。 答案 (1)核移植 无性生殖 有性生殖 (2)促性腺 孕 (3)显微注射 受精卵
6、 DNA 分子杂交 (4)试管婴儿 解决患不孕不育症夫妇的生育问题4.在畜牧生产中,人们利用克隆技术和试管动物技术促进优良畜群繁育并取得了显著成绩,回答以下问题。(1)克隆高产奶牛:从供体高产奶牛体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 ;用于核移植的供体细胞一般选用传代 10 代以内的细胞,原因是 10 代以内细胞能保持正常 ;将供体细胞核注入 内,形成重组细胞,并促进其发育成早期胚胎,之后将胚胎移入代孕母牛体内,从而获得与 (填“供体奶牛”或“受体奶牛”)遗传物质基本相同的犊牛。 3(2)试管牛的培育:将体外培养成熟的卵母细胞与经 处理的精子在体外受精后,应将受精卵移入一系列含不同成分的培
7、养基中继续培养,通常将胚胎培养至 期,取 细胞做 DNA 分析和性别鉴定,并将胚胎移入同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体。 答案 (1)原代培养 二倍体核型 去核卵细胞 供体奶牛(2)获能 囊胚 滋养层解析 (1)对动物细胞进行的初次培养称为原代培养。原代培养时,大部分细胞能够保持正常的二倍体核型。将体细胞的核注入去核卵细胞,形成重组细胞可用于动物个体的克隆。克隆的动物的遗传物质主要来自核供体,因此获得的幼体与供体奶牛遗传物质基本相同。(2)进行体外受精操作,需要将成熟的卵母细胞与获能的精子混合,进而受精获得受精卵。获得的受精卵进行体外胚胎培养,配制一系列不同营养成
8、分的培养基满足早期胚胎不同发育阶段的需要,将早期胚胎培养至囊胚阶段后,可取滋养层细胞进行 DNA 分析和性别鉴定,以获得所需性别的个体。5.科研工作人员利用胚胎干细胞(ES 细胞)通过胚胎工程克隆鼠,以供医学治疗需要,其技术流程如下图。(1)图中的 X 细胞可以称为 细胞。 (2)图中的 X 细胞依次经 后由代孕母鼠产生克隆鼠。 A.核移植、胚胎培养、胚胎移植B.胚激活、胚胎培养、胚胎移植C.胚胎培养、胚激活、胚胎移植D.核移植、胚激活、胚胎体外培养(3)在克隆胚胎的培养基中以 作为能源物质。 (4)为了提高已有胚胎的利用率,可采取 技术。进行胚胎移植时,代孕母鼠对移入子宫的克隆胚胎基本上不发
9、生 ,这为克隆胚胎在代孕母鼠体内的存活提供了可能。 (5)若分离出内细胞团进行胚胎干细胞培养,当干细胞达到一定的密度时,需进行 培养以得到更多数量的细胞。还可以对胚胎干细胞进行 ,通过一系列的培育过程,以获得适合人体移植的动物器官,减弱或消除排斥反应。 答案 (1)重组(2)B (3)葡萄糖(4)胚胎分割 免疫排斥反应(5)传代 基因敲除4解析 (1)图中的 X 细胞是去核卵细胞和内细胞团的细胞核形成的重组细胞。(2)图中的 X 细胞依次经胚激活、早期胚胎培养、胚胎移植,后由代孕母鼠产生克隆鼠。(3)动物胚胎培养基中含有葡萄糖,在克隆胚胎的培养基中以葡萄糖作为能源物质。(4)为了提高已有胚胎的
10、利用率,可釆取胚胎分割技术。进行胚胎移植时,代孕母鼠对移入子宫的克隆胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为克隆胚胎在代孕母鼠体内的存活提供了可能。(5)若分离出内细胞团进行胚胎干细胞培养,当干细胞达到一定的密度时,需进行传代培养以得到更多数量的细胞。为获得适合人体移植的动物器官,还可以对胚胎干细胞进行基因敲除,以减弱或消除对克隆器官的排斥反应。6.下图为胚胎工程相关过程示意图,请回答下列问题。(1)受精大体包括 、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。 (2)过程的技术是 ,过程需要将 剥离出来,并用酶消化成单个细胞。过程需要在培养皿底部加入胚胎成纤维细胞,形成 ,否则就会导致出现过程 A 即
11、。 (3)胚胎干细胞是一种未分化细胞,具有 和二倍体核型。 (4)干细胞研究具有广阔的应用前景,如将某抗性基因导入胚胎干细胞培育出抗病力强的家畜品种,该操作需要用到的工具有。 答案 (1)精卵识别(2)胚胎体外培养 内细胞团 饲养层 细胞分化(3)发育全能性(4)限制性核酸内切酶、DNA 连接酶和载体解析 (1)受精过程包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等过程。(2)分析图示可知,表示早期胚胎的发育,所采用的技术是胚胎体外培养技术,过程表示获得囊胚中的胚胎干细胞,需要将囊胚的内细胞团剥离出来,利用胰蛋白酶分解成单个细胞。表示胚胎干细胞培养,培养胚胎干细胞需抑制胚胎干细胞的分化,一般在培
12、养皿底部加入胚胎成纤维细胞,形成饲养层。(3)胚胎干细胞是一种未分化的细胞,一般具有发育全能性和二倍体核型。(4)基因工程中,操作工具是限制性核酸内切酶、DNA 连接酶和载体。7.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流程图,据图回答下列问题。(1)上述过程涉及的技术有 (至少三个)。 5(2)一般情况下,良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法: 。 (3)图中一般经 处理可以得到,在的培养过程中,需向培养液中通入一定量的 C
13、O2,其目的是 ,将血清白蛋白基因导入奶牛细胞中最为有效的方法是 。 (4)在胚胎发育过程中,囊胚时期的 细胞将发育成幼体的各种组织。 (5)a 过程中培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等营养成分外,还要添加激素和 。到体现了 。要实现批量生产血清白蛋白,则要求的性别是 。 答案 (1)核移植、胚胎体外培养、胚胎移植(2)用促性腺激素处理良种母牛,使其超数排卵(3)胰蛋白酶 维持适宜的 pH 显微注射法(4)内细胞团(5)动物血清 动物细胞的细胞核具有全能性 雌性解析 (1)图中的过程涉及转基因技术、动物细胞核移植、动物细胞培养、胚胎体外培养和胚胎移植等技术。(2)为了获得更多的卵细胞,可以注射促性腺激素,让母牛超数排卵。(3)动物组织中获得单个细胞的方法有胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理法。动物细胞培养时,加入一定量的 CO2的目的是维持培养液的 pH 稳定;将目的基因导入动物细胞中,通常用显微注射法。(4)囊胚期的内细胞团将来发育成幼体的各种组织。(5)动物细胞培养时,培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等营养成分外,还要添加激素和动物血清等天然成分。重组细胞最后能得到完整个体,体现了动物细胞的细胞核具有全能性。乳汁是雌性动物分泌的物质,因此的性别是雌性。
