第一部分 专题八 现代生物科技专题 第二讲 胚胎工程与生态
工程
1．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是______________； 从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于____________________。 (4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是__________________________________________________________
_____________________；获得转基因母牛后，如果________________________________即说明目的基因已经表达。
解析：本题综合考查胚胎工程和基因工程的知识。(1)人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外培养受精卵所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH值稳定。(3)把早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)基因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。
答案：(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力) 获能 (2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素) 2．毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)过程①中最常用的运载工具是________，所需要的酶是限制酶和________。 (2)在过程②中，用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是____________________________。
(3)在过程③中，用________处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植
前需要进行________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是________。在胚胎移植前，通过________技术可获得较多胚胎。
解析：此题综合考查基因工程、细胞工程、胚胎工程等知识。(1)构建基因表达载体时，一般需用同一种限制酶切割目的基因和载体，以产生相同黏性末端，并用DNA连接酶连接成重组表达载体。常用的载体是质粒。(2)利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。动物细胞培养时，需将细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH值。(3)运用超数排卵法可获得更多的卵母细胞，常用的激素是促性腺激素。成熟卵细胞在核移植前要进行去核处理。(4)核移植时获得的重组细胞经过早期胚胎培养，可以获得早期胚胎。为获得更多胚胎，可以使用胚胎分割法。
答案：(1)质粒 DNA连接酶
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液)的pH值 (3)促性腺激素 去核 (4)(早期)胚胎培养 胚胎分割
3．如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。据图回答以下关于细胞工程和胚胎工程的问题：
(1)在牛体细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的________。此时，瓶壁上形成的细胞层数是________。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是________。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死的细胞，该种细胞的黏着性降低，这是由细胞膜表面________的量减少造成的。
(3)如暂时不进行A过程，通常在________条件下保存受精卵。因为在这种条件下，细胞中________的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。
解析：(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。此时，瓶壁上会形成单层(或一层)细胞。要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来，需要用胰蛋白酶处理。(2)细胞发生癌变后，细胞间的黏着性降低，与细胞膜表面糖蛋白含量减少有关。(3)题图中过程A为胚胎移植，如暂时不进行A过程，通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存受精卵，此时细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。
答案：(1)接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) (2)糖蛋白 (3)冷冻(或超低温、液氮) 酶
4．转基因动物可以作为生物反应器来生产某些营养物质、珍贵药物等。请根据所学知识，将下面培育转基因牛的操作程序补充完整。
(1)构建基因表达载体：在构建基因表达载体时常要用到________两种工具酶。一个基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须有________以及标记基因等，其中标记基因的作用是____________________________________________________________________。
(2)体外受精获得受精卵：将采集的精子经________处理后与处于________期的卵子结合形成受精卵。判断卵子是否受精的重要标志是_____________________________________。
(3)将目的基因导入受精卵：通常采用________技术将目的基因导入受精卵。 (4)早期胚胎培养：哺乳动物胚胎的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及________等物质。当胚胎发育到________阶段时，可进行胚胎移植。
(5)胚胎移植：在胚胎移植前要对接受胚胎的受体母牛进行________处理。移植后，还要对受体母牛进行妊娠检查。
解析：(1)基因工程中常用的两种工具酶是限制酶和DNA连接酶。一个基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。(2)采集的精子经获能处理后才能与处于减数第二次分裂中期的卵子结合形成受精卵。(3)常采用显微注射法将目的基因导入动物细胞。(4)哺乳动物胚胎培养需要“两盐”(无机盐和有机盐)、“两素”(激素和维生素)、“两酸”(核苷酸和氨基酸)和动物血清等。牛的胚胎一般要发育到桑椹胚或囊胚阶段才可以进行移植。(5)胚胎移植时要对受体动物进行同期发情处理。
答案：(1)限制酶、DNA连接酶 启动子、终止子 鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 (2)获能 减数第二次分裂中 在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
(3)显微注射 (4)动物血清 桑椹胚或囊胚 (5)同期发情
5．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：
(1)过程①所用的酶能够识别双链DNA分子的____________，并在特定切点切割DNA分子。通过过程②获得的目的基因________(填“能”或“不能”)在物种间进行基因交流，③
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