1、1课时规范练 38 胚胎工程非选择题1.(2018 黑龙江齐齐哈尔高三第三次模拟)随着生物技术的发展,现代的试管婴儿技术不仅能解决部分人的生育问题,还能用于部分肿瘤疾病、遗传性疾病的治疗等,实现优生优育。回答下列问题。(1)培育试管婴儿时,为了提高受孕率,需培植多个胚胎,因此需要用 处理,促进女性排出更多的卵子。 (2)从受精卵到原肠胚需依次经历哪些时期?卵裂期 。 (3)一对夫妻,妻子是血友病患者,而丈夫正常。为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行 ,目前最有效最准确的方法是 SRY-PCR 法,操作的基本程序:从被检测的囊胚中取出几个 (填“滋养层”或“内细胞团”)细胞,提取 DN
2、A 进行扩增,用位于 Y 染色体上的性别决定基因(即 SRY 基因)制成的探针进行检测,若未出现杂交链,胚胎性别为 ,而基因工程中 也会用到 DNA 探针。 (4)如图是进行治疗性克隆时获取病人胚胎干细胞的两种方法,其中方法一中的获得用到了 技术;方法二中获得运用的原理是 。 答案(1)促性腺激素 (2)桑椹胚期囊胚期 (3)性别鉴定 滋养层 女性 目的基因的检测和鉴定 (4)显微注射 细胞膜具有一定的流动性解析(1)促性腺激素能促进超数排卵。(2)受精卵发育至原肠胚需要依次经历的时期为卵裂期桑椹胚期囊胚期。(3)血友病属于伴 X 染色体隐性遗传病(相关基因用 B、b 表示)。一对夫妻,妻子是
3、血友病患者(X bXb),而丈夫正常(X BY),则他们所生儿子均患病,女儿均正常,因此为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行性别鉴定。目前最有效最准确的方法是 SRY-PCR 法,操作的基本程序:从被检测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取 DNA 进行扩增,用位于 Y 染色体上的性别决定基因(即 SRY 基因)制成的探针进行检测,若未出现杂交链,说明不含 Y 染色体,则胚胎性别为女性。2基因工程中目的基因的检测和鉴定也会用到 DNA 探针。(4)方法一中的获得用到了显微注射技术;方法二中获得的方法是细胞融合,而细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。2.基因疫苗是指编码外源性抗原的基因
4、导入人和动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。某科研所计划利用基因疫苗,通过基因工程和胚胎工程技术培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛。请回答下列问题。(1)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、 、 、标记基因等。 (2)动物基因工程常用的受体细胞是 和 ,因为该细胞的全能性高,一般用 法将目的基因导入受体细胞。 (3)欲检测高产奶牛体内是否出现口蹄疫病毒的抗原蛋白,在分子水平上检测的方法及结果是从基因牛中提取 ,用 杂交,如果出现杂交带,表明奶牛中出现了抗原蛋白,如果不出现杂交带,表明奶牛中未出现抗原蛋白。 (4)胚胎工程最后一道工
5、序是胚胎移植,其实质是 。 (5)为提高胚胎的利用率,可以采用胚胎分割技术,应该选 用什么样的胚胎进行分割? 。 (6)现已经通过基因工程和胚胎工程技术培育出一头具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛,可以采用 技术获得具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛。请简要叙述过程。 。 答案(1)启动子 终止子(2)受精卵 胚胎干细胞 显微注射(3)蛋白质 相应的抗体进行抗原抗体(4)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(5)发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚(6)体细胞核移植 取该转基因牛的体细胞进行体细胞核移植,培养获得大量的重组胚胎,再进行胚胎移植,就会得到大量具有口蹄疫免疫特性的高产克隆奶牛33.猪的基因和
6、人类的基因存在一定的相似度。据报道经特殊处理的猪皮可在人身上存活 3 周左右,起保护创面免受感染的作用。移植猪皮后,还要在猪皮上开很多小口,在小口处植入患者的自体皮肤组织,自体皮肤慢慢生长,逐渐覆盖原先创面,而猪皮最终会掉光。为了使移植的猪皮存活更长时间,有人设法导入人的相关基因(用 P 表示),获得转基因小白猪。其简要流程如下图所示。请据图中信息并结合课本知识回答问题。(1)过程中形成重组 DNA 常用的酶有限制性核酸内切酶和 ;将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是 。 (2)过程中,常用 酶处理,将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒、通气、适宜的温
7、度和 pH 以及 。 (3)图中的卵母细胞应在体外培养到 ,并作除去细胞核的处理;过程中所用的技术是 ;能代替图中卵母细胞的还可以是 。 (4)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。 答案(1)DNA 连接酶 显微注射法 (2)胰蛋白(或胶原蛋白) 营养充足 (3)减数第二次分裂中期 (早期)胚胎体外培养 去核的受精卵(或去核的卵细胞) (4)受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应解析(1)形成重组 DNA 常用的酶有限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶;将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是显微注射法。(2)用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理皮肤组织块,将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。培
8、养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒、通气、温度和 pH 适宜以及营养充足。(3)卵母细胞应在体外培养到减数第二次分裂中期,过程是获得早期胚胎,所用的技术是胚胎体外培养,能代替图中卵母细胞的还可以是去核的受精卵。4(4)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。4.利用乳腺生物反应器获取药用蛋白具有产量高、成本低等优点。下图所示为培育转基因奶牛获得人血清白蛋白的流程。请回答下列问题。(1)PCR 扩增人血清白蛋白基因时使用的酶是 。要使人血清白蛋白基因在转基因奶牛的乳腺细胞中表达,应将其与 基因的启动子等调控组件重组。 (2)为使供体母牛一次排出多
9、枚卵母细胞,常对其注射 。采集的精子需要经过 ,才具备受精能力。 (3)过程将重组表达载体导入受精卵常用的方法是 。过程包括 技术和胚胎移植技术;在进行胚胎移植时,需对受体母牛进行 处理。 (4)为了获得母奶牛,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行 。若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白,可采用 技术。 (5)为使人血清白蛋白基因在后代中长期保持,可将转基因奶牛体细胞的 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 。 答案(1)热稳定 DNA 聚合酶(Taq 酶) 牛乳腺蛋白(乳腺蛋白)(2)促性腺激素 获能(处理)(3)显微注射技术 早期胚胎培养(动物细胞培养)
10、 同期发情(孕激素)(4)性别鉴定 抗原抗体杂交(5)细胞核 去核后的卵 克隆解析(1)PCR 扩增使用的酶是热稳定 DNA 聚合酶,即 Taq 酶。由于人血清白蛋白基因在转基因奶牛的乳腺细胞中表达,故应将该目的基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组。5(2)对供体母牛注射促性腺激素,可促使其一次排出多枚卵母细胞。采集的精子需要经过获能处理后,才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射技术。过程是将受精卵在体外培育成早期胚胎后进行移植,故该过程包括早期胚胎培养技术和胚胎移植技术。在进行胚胎移植时,需对受体母牛注射孕激素,即进行同期发情处理。(4)为了获得母奶牛,移
11、植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定;若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白,即检测目的基因是否成功表达,可采用抗原抗体杂交技术。(5)可通过核移植技术,将转基因奶牛体细胞的细胞核转入去核后的卵细胞中,构成重组细胞,并使其发育成与供体具有相同性状的个体,该技术称为克隆。5.(2018 江苏南京金陵中学期末测试)请据图分析回答下列问题。(1)图中的胚胎干细胞(ES 细胞)可以从 或 中分离获取。 (2)过程是将胚胎干细胞置于经 射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上,并加入动物血清、抗生素等物质培养,维持细胞不分化的状态。在此过程中,饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的 ,加入抗生素是为了 。
12、该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。 (3)过程是将带有遗传标记的 ES 细胞注入囊胚的囊胚腔,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。在哺乳动物早期胚胎发育过程中,囊胚的后一个阶段是 。 (4)过程是培育转基因小鼠,将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体,目的是 。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是 。 (5)过程得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时,必须去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是 ,该6过程研究的意义在于解决 问题。 (6)该研
13、究中,包含的生物技术有 (至少写出两种)。 答案(1)早期胚胎 原始性腺(2)营养物质 防止杂菌污染(3)发育全能性 原肠胚(4)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,使目的基因能够表达和发挥作用 显微注射法(5)去除胸腺后不能形成 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或器官移植后发生免疫排斥等(6)动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植解析(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中分离获取。(2)饲养层细胞可为胚胎干细胞增殖提供所需的营养物质,而加入抗生素可防止杂菌的感染。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性。哺乳动物的早期胚胎发育
14、过程为受精卵桑椹胚囊胚原肠胚。(4)基因工程中最关键的步骤为构建基因表达载体,目的是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,使目的基因能够表达和发挥作用。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法。(5)为解决临床上供体器官不足等问题,常用转基因动物作器官移植的供体。为解决免疫排斥问题,在实验时,必须去除小鼠的胸腺,使其不能形成 T 细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞不会被排斥。(6)该研究中,包含的生物技术有动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植等。6.科学家将蜘蛛的相关基因导入山羊体内,创造出转基因山羊,使羊奶中含有一种独特的蛛丝蛋白。利用这种蛛
15、丝蛋白制造的蛛丝纤维具有很高的强度和伸缩性。可制成防弹背心、降落伞绳等。下面是生产原理图,请回答问题。7(1)在过程中用到的酶是 ,在过程中用到的酶是 。 (2)将基因表达载体导入动物受体细胞常用的方法是 。如果导入的受体细胞为体细胞,则过程需要的技术操作是 ,重组细胞才具有发育的全能性。 (3)过程所用的胚胎工程技术是 ,该过程所用培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和 等。 (4)进行过程需要的技术操作是 ,进行此操作的最佳时期是 。 (5)进行过程时,需要对供、受体母羊进行选择,并 处理。 答案(1)逆转录酶 限制酶和 DNA 连接酶(2)显微注射法 核移植(3)早期胚胎培养
16、动物血清(4)胚胎分割 桑椹胚或囊胚(5)用激素进行同期发情解析(1)由 mRNA 形成 DNA 是逆转录,需用逆转录酶。构建基因表达载体需要限制酶对目的基因和载体进行切割,然后用 DNA 连接酶进行连接。(2)将构建好的基因表达载体导入动物受体细胞常用显微注射法。如果是体细胞,需要进行体细胞核移植。(3)由重组细胞到早期胚胎需要经过早期胚胎培养技术。在培养液中除了加入营养物质外,还需要加入天然的成分动物血清。(4)使胚胎形成 2 个相同的胚胎时,需要采用胚胎分割技术,一般是将发育良好的桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割,进行分割时一定要将内细胞团进行均等分割。(5)进行胚胎移植时,一定要对供体和受
17、体母羊用性激素进行同期发情处理,使它们的生理状态相同。87.科学家将绿色荧光蛋白(GFP)基因转入小鼠胚胎干细胞(ES)内,GFP 基因表达就会使细胞带有绿色荧光,继而利用带有绿色荧光的 ES 细胞培育出嵌合型的小鼠用于科学研究,流程如下图所示。请回答下列问题。(1)在步骤中,若绿色荧光蛋白(GFP)基因是 cDNA 片段,则在 GFP 基因的上游必须加入 ,该核苷酸序列是 酶识别和结合的部位。 (2)步骤的受体细胞是小鼠 ES 细胞,ES 细胞一般从囊胚的 分离得到。在培养ES 细胞时,细胞充满培养皿底部后停止分裂,这种现象称为 。 (3)为获取更多卵母细胞,首先要对供体母鼠注射促性腺激素,
18、使其 ,然后可用人工方法从小鼠输卵管内获得,该过程称为 。 (4)图中重组囊胚在步骤之前要先检测是否有 ,再通过 技术移入代孕母鼠子宫内继续发育。 答案(1)启动子 RNA 聚合(2)内细胞团 接触抑制(3)超数排卵 冲取卵子(4)绿色荧光细胞 胚胎移植解析(1)启动子位于基因的首端,所以在 GFP 基因上游必须加入启动子,启动子是 RNA 聚合酶的识别和结合位点。(2)ES 细胞一般从囊胚的内细胞团分离得到,在细胞培养时,细胞充满培养皿会出现接触抑制现象使细胞停止分裂。(3)促性腺激素可促进供体母鼠超数排卵,然后通过冲取卵子技术获得卵细胞。(4)根据题意,要获得转入绿色荧光蛋白基因的小鼠,在步骤之前要先检测是否有绿色荧光细胞,再通过胚胎移植技术移入代孕母鼠子宫内。
