如图为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程,据图回答下列问题。
(1)克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是_____技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为后者是_____生殖(填“无性生殖”或“有性生殖”)。
(2)一般用_____激素对供体母牛做超数排卵处理。用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。一般用_____对牛的精子进行获能处理。
(3)受精卵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)纯种荷斯坦奶牛繁殖成功原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立_____,但移入受体的供体胚胎的_____在孕育过程中不受任何影响。
(5)某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛,科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体;再将其导入受精卵中;然后还要采用DNA分子杂交技术检测_____。
核移植 有性生殖 促性腺 化学诱导法 血清 正常的生理和组织联系 遗传特性 转基因荷斯坦奶牛的染色体DNA上是否插入了药用蛋白基因
【解析】
1、培育克隆动物采用的特有的技术手段是核移植技术,核移植技术为无性生殖;图示繁殖过程,采用了体外受精和早期胚胎培养等技术,属于有性生殖。一般使用促性腺激素,对供体母牛进行超数排卵处理,纯种荷斯坦奶牛繁殖成功的原因之一是供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,且移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中不受任何影响,在基因工程中,常采用DNA分子杂交技术检测转基因荷斯坦奶牛的DNA上是否插入了药用蛋白基因。
2、有性生殖是指经过两性生殖细胞的融合,形成受精卵,再由受精卵发育成新个体的生殖方式叫有性生殖;无性生殖是指不经过两性生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。无性生殖的繁殖速度快,能在短时间内产生大量的新植株,且新植株能保持亲本的优良性状,生产上常见的方式有嫁接和扦插等,高技术手段中的克隆也属于无性繁殖。
3、基因工程是否成功的检测方式有:用DN分子杂交技术检测目的基因是否插入转基因生物的DNA中;用核酸分子杂交技术检测目的基因是否转录出RNA;用抗原——抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出蛋白质;对转基因生物进行接种实验,鉴定转基因生物是否具有了想要得到的性状。
【详解】
由分析知:
(1)克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是核移植技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为后者是有性生殖。
(2)一般用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。一般用化学诱导法对牛的精子进行获能处理。
(3)受精卵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、核苷酸以及血清等物质。
(4)纯种荷斯坦奶牛繁殖成功原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立正常的生理和组织联系,但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
(5)某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛,科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体;再将其导入受精卵中;然后还要采用DNA分子杂交技术检测转基因荷斯坦奶牛的染色体DNA上是否插入了药用蛋白基因。
【点睛】
熟练掌握胚胎工程中个步骤的原理是解答本题的关键!在熟练掌握相关知识的基础上构建与克隆技术和基因工程之间的联系是解答该类题目的关键。
体内受精和早期胚胎发育:
1、精子和卵子的发生:
项目 | 精子 | 卵子 |
场所 | 睾丸曲细精管 | 卵巢 |
时间 | 初情期开始 | 胎儿时期性别分化以后 |
过程 | (在卵细胞膜和透明带的间隙有两个集体是判断卵子受精的标志) | |
结果 | 4个精子 | 1个卵细胞;3个极体 |
MⅠ和MⅡ是否连续 | 是 | 否 |
2、受精作用
(1)受精作用的场所:输卵管。
(2)受精前的准备阶段
①精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力的生理现象。
②卵子的准备:在输卵管中发育达到减数第二次分裂的中期,才具备与精子受精的能力。
(3)受精阶段——四步曲
第一步:精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质,透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。
第二步:精子进入卵细胞腆。卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。
第三步:原核形成。雄原核形成和雌原核形成。
第四步:合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。
3、胚胎发育:
(1)过程:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
①卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
②桑椹胚:32个细胞左右的胚胎(之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞);
③囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔(注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化);
④原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。(细胞分化在胚胎期达到最大限度)
(2)图示:
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