二、簡答題(共60分)
9.(15分)(2014·江蘇卷)某研究者用非洲爪蟾性腺為材料進(jìn)行了下列實(shí)驗。請回答下列問題:
(1)對非洲爪蟾的精巢切片進(jìn)行顯微觀察,繪制了以下示意圖。
上圖中甲、乙、丙、丁細(xì)胞含有同源染色體的有________;稱為初級精母細(xì)胞的有________。丁細(xì)胞中染色體的互換區(qū)段內(nèi)同一位點(diǎn)上的基因________(填“相同”、“不相同”或“不一定相同”)。
(2)如對卵巢切片進(jìn)行顯微觀察,無法看到和乙細(xì)胞同時期的細(xì)胞,其原因是________________________________________________。
(3)該研究者進(jìn)行了一系列“誘導(dǎo)早期卵母細(xì)胞成熟的物質(zhì)”實(shí)驗,結(jié)果如下:
由實(shí)驗一可得出推論:______________含有可以誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟的物質(zhì)。
由實(shí)驗二可得出推論:這種誘導(dǎo)早期卵母細(xì)胞成熟的“促成熟因子”的化學(xué)成分是________;孕酮在實(shí)驗二中的作用是___________________。
解析 (1)甲為減Ⅰ中期,乙為減Ⅱ后期,丙為有絲分裂后期,丁為減Ⅰ后期,所以含同源染色體的為甲、丙、丁,其中甲、丁為初級精母細(xì)胞,同源染色體交叉互換的基因可能是相同的基因也可能是等位基因。
(2)在卵細(xì)胞形成過程中,減數(shù)第二次分裂是在受精過程中完成的,所以顯微鏡下無法觀察到和乙同時期的細(xì)胞。網(wǎng)答案 (1)甲、丙、丁 甲、丁 不一定相同
(2)卵母細(xì)胞在卵巢中不能分裂到該時期
(3)成熟卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì) 蛋白質(zhì) 誘導(dǎo)早期卵母細(xì)胞合成“促成熟因子”
10.(22分)(2014·河南鄭州三模)下圖表示利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)所作的一系列研究,請據(jù)圖分析回答:
(1)上圖中的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從________和________中分離獲取。
(2)過程Ⅰ將胚胎干細(xì)胞置于γ射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上,并加入動物血清、抗生素等物質(zhì),維持細(xì)胞不分化的狀態(tài)。在此過程中,飼養(yǎng)層提供干細(xì)胞增殖所需的________,加入抗生素是為了________。該過程對于研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理具有重要意義。
(3)過程Ⅱ?qū)в羞z傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過組織化學(xué)染色,用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素,這項研究利用了胚胎干細(xì)胞具有________的特點(diǎn)。在哺乳動物早期發(fā)育過程中,囊胚的后一個階段是________。
(4)過程Ⅲ是培育轉(zhuǎn)基因小鼠,將獲得的目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞之前需構(gòu)建基因表達(dá)載體,目的是_____________________________。將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞最常用的方法是________。
(5)過程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官。實(shí)驗時,必須去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是___________,該過程研究的意義在于解決_______________問題。
(6)該研究中,包含的生物技術(shù)有________________________(至少寫出兩種)。解析 (1)胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從早期胚胎和原始性腺中分離獲取。(2)胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時所用的飼養(yǎng)層細(xì)胞可以供給干細(xì)胞增殖所需的營養(yǎng)物質(zhì),加入抗生素是為了防止雜菌污染。(3)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,通過組織化學(xué)染色,用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素。在哺乳動物早期發(fā)育過程中,囊胚的后一個階段是原腸胚。(4)基因工程中,構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一代,同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法。(5)去除小鼠的胸腺,小鼠不能形成T細(xì)胞,不發(fā)生細(xì)胞免疫,使移植組織細(xì)胞不會被排斥。Ⅳ過程研究對于解決臨床上供體器官不足或器官移植后免疫排斥等問題有重要意義。(6)題中的研究過程包括動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等生物技術(shù)。
答案 (1)早期胚胎 原始性腺
(2)營養(yǎng)物質(zhì) 防止雜菌污染
(3)發(fā)育的全能性 原腸胚
(4)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一代,同時,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 顯微注射法
(5)使移植的組織細(xì)胞不會被排斥 臨床上供體器官不足或器官移植后免疫排斥等
(6)動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植