[生物——选修3:现代生物科技专题]2013年7月,中国试管婴儿之母——卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时,部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用 处理,促进母亲排出更多的卵子。
(2)胚胎发育的卵裂期在 (填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成由32细胞左右的桑椹胚,可用于胚胎移植,而胚胎移植属于胚胎工程的常用技术之一。胚胎工程是指对动物的早期胚胎或 所进行的多种显微操作和处理技术。还包括体外受精、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。
(3)为了某些需要,需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个 (填“部位”)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作 ,以 为模板进行PCR扩增;与SRY特异性探针出现阳性反应者,胚胎为 性。
(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆,即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于 和 之间的第一极体一并吸出。
下列有关说法,正确的是
A.PCR所用的引物能与DNA单链进行碱基互补配对 |
B.基因表达载体是指能表达标记基因的结构 |
C.植物体细胞杂交前要用聚乙二醇去除细胞膜 |
D.利用胚胎细胞核移植的方法可获得克隆动物 |
逆转录病毒载体是目前应用较多的动物基因工程载体之一。运用逆转录病毒载体可以将外源基因插入到受体细胞染色体,使外源基因随染色体DNA一起复制和表达。研究发现逆转录病毒基因组(RNA)的核心部分包括三个基因:gag基因(编码病毒的核心蛋白)、pol基因(编码逆转录酶)、env基因(编码病毒的表面糖蛋白)。位于这些基因的两端有LTR序列(含有启动子、调节基因等),控制着逆转录基因组核心基因的表达及转移。如图是构建逆转录病毒载体及用于培育转基因小鼠的过程。回答下列问题:
(1)逆转录病毒的遗传信息储存在 ;过程①原料是 。
(2)过程②中,外源基因一定要插入到病毒DNA的LTR序列中的启动子后,其主要目的 。
(3)过程③中,导入病毒蛋白编码基因(gag,pol和env)的目的是 。
(4)过程④中,逆转录病毒载体感染的细胞一般选择内细胞团细胞,因为这类细胞能 。此时,早期胚胎处于 期。
(5)在胚胎移植前,需要对代孕母鼠进行 处理,才能使其生殖器官(子宫)适于早期胚胎的植入和正常发育。 研究中必须对嵌合小鼠进行筛选,只有能产生 的嵌合小鼠才能将获得的新性状遗传给子代。
【生物——选修3:现代生物科技专题】中科院动物研究所研究小组已培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。下图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答。
(1)过程②中常用 技术将目的基因导入受精卵。
(2)如果⑤过程在体外进行,那么卵母细胞需要培养到 ,精子需要进行 ,常用的处理方法有 。
(3)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持 。
(4)图中⑦过程称为 ,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需对代孕雌猴做 处理。
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可采用 技术。若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是 。
【生物—现代生物科技专题】(15分) 图为牛胚胎移植过程示意图,请回答下列问题。
(1)②阶段常用____________激素对供体母牛进行处理,其目的是获得更多的卵子。
(2)冲卵的生理基础是________________。
(3)胚胎移植时,为保证成活率这时的胚胎应发育到_______或_______阶段。
(4)若要通过④获得遗传物质完全相同的多个新个体,可对③阶段检查合格的胚胎进行_________技术处理,该过程中应注意对_____________进行均等分割。
(5)克隆动物培育的过程与图示繁殖过程相比,克隆动物特有的技术手段是_______技术,这两种动物繁殖的方式相比,实质性的区别为前者是__________繁殖。
[生物——选修3:现代生物科技专题]下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程,请回答下列问题.
(1)A细胞是__________,在进行体外受精前要对精子进行_____________处理.
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到_________时期的胚胎进行操作.
(3)②指的是______________.
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是_______________.
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意________________.
(6)受体母牛必须和供体牛属于______.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______________.
某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题,引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
(1)拟进行如下杂交:
♂(具高产奶基因的纯种)×♀(具适宜本地生长基因的纯种)→选择作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常。若中的母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明高产奶是性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛,根据现有类型,最佳杂交组合是,后代中出现这种母牛的概率是(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。
(2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。
精子要具有受精能力,需对其进行处理;卵子的成熟在过程中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖,其作用是。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应鉴定胚胎的。子代母牛的优良性状与过程的基因重组有关。
(3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用技术。
2015年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育"三亲婴儿"。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。
据图分析,下列叙述错误的是()
A. | 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 |
B. | 捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿 |
C. | 三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核 |
D. | 三亲婴儿的培育还需要早期环胎培养和胚胎移植等技术 |
小鼠胚胎干细胞可诱导成能分泌胰岛素的胰岛样细胞。将胰岛样细胞移植给患糖尿病小鼠,可使患病小鼠血糖恢复正常水平。下列叙述错误的是( )
A. |
小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培养 |
B. |
移植前,患病小鼠体内靶细胞缺失胰岛素受体 |
C. |
移植后,小鼠体内靶细胞加强了对葡萄糖的摄取、利用和储存 |
D. |
小鼠体内血糖浓度对胰高血糖素的分泌存在反馈调节 |
精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后,顶体膜与精子细胞膜融合,释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是()
A. | 顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的 |
B. | 精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质 |
C. | 顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性 |
D. | 受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方 |
I.已知一对等位基因控制的羽毛颜色,为黑羽,为白羽,为蓝羽。另一对等位基因和控制鸡的小腿长度,为短腿,为正常,但胚胎致死。两对基因位于常染色体上且独立遗传。一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配,获得1。
(1)1的表现型及比例是。若让1中两只蓝羽短腿鸡交配,2中出现中不同的表现型,其中蓝羽短腿鸡所占比例是。
(2)从交配结果可判断和的显隐性关系,在决定小腿长度性状上,是,在控制之死效应上,是。
(3)基因控制色素合成酶的合成,后者催化无色前体物质形成黑色素。研究人员对基因进行测序并比较,发现基因的编码序列缺失一个碱基对,据此推测,基因翻译时,可能会出现或,导致无法形成功能正常的色素合成酶。
(4)在火鸡(型性别决定)中,有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合,而与某一极体结合形成二倍体,并能发育成正常个体(注:胚胎致死)。这种情况下,后代总是雄性,其原因是。
II.科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路线如图。
(1)由过程获得的为。
(2)在核移植前,必须先去掉卵母细胞的核。目的是,受体应选用期卵母细胞。
(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生,这是为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为。
下图表示利用现代生物技术生产某种动物蛋白的流程示意图,请分析回答下列问题:
(1)该生产流程中应用到的现代生物技术有____________、______________和蛋白质工程。
(2)蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,必须通过基因修饰或基因合成来完成,而不直接改造蛋白质,原因是____________________________。
(3)图中A、B分别表示___________________________、___________________。
(4)为提高培育成功率,进行②过程之前,对受体动物的处理是用______________进行同期发情处理,对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行______________检测。
[生物——选修3:现代生物科技专题](15分)
生物科学技术发展日新月异,既解决了一些社会需求,同时也带来了一些社会忧虑。据此回答下列问题:
(1)基因工程中,构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于下图中的 (填“a”或“b”)处,限制酶不能切割自身DNA的原因是 ;用PCR扩增技术获取目的基因依据的原理是 。
(2)植物体细胞杂交过程的一个关键步骤是借用一定的技术手段人工诱导 ;动物细胞培养中,使用胰蛋白酶处理动物组织的目的是 。
(3)受精卵发育过程中,滋养层将发育成为 ;试管婴儿技术为人类优生开辟了新途径,大多数人反对设计婴儿性别的原因是 。
(4)“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一,这体现了生态工程的 原理。
[生物—选修3:现代生物科技专题](15分,除标注外每空2分)
自然条件下,哺乳动物不发生孤雌生殖。2014年3月,云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪,现将两种技术进行比较。
(1)图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,那么获得核移植克隆猪的技术流程是过程 (填序号)。
(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物,但由于缺失 方亲本基因,导致其生长发育中出现多种问题,给研究者提供了很好的材料。
(3)孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞 ,使其发育成早期胚胎,得到克隆猪。
(4)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择 时期的卵母细胞,并用微型吸管吸出 。
(5)早期胚胎移植时,必需移植到同种, 的其他雌性动物子宫中,才可能移植成功。
(6)可以从良种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究,也可通过 方法得到多种cDNA, 并通过
技术扩增产物。
[生物——选修3:现代生物科技专题]回答以下关于基因工程和胚胎工程的相关问题:
(1)基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性。利用基因工程等技术培育转基因生物时,基因工程的四步骤如下:
第一步:目的基因的获取。获取方法有_____________________________(写出两种即可)。
第二步:基因表达载体的构建。该步骤常用的工具酶是________。完整的重组载体应具备________种特殊DNA片段。
第三步:将目的基因导人受体细胞。如受体细胞为动物的________,则常用的方法是显微注射法;如受体细胞为微生物细胞,则用________处理细胞,使其处于感受态,然后在一定温度下重组表达载体与缓冲液混合完成转化。
第四步:________________________。
(2)胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术。
①体外受精:对精子进行获能处理的方法有________。获能的精子与成熟的卵子需在________中完成受精作用。
②早起胚胎的发育:受精卵不断增殖的过程,细胞分化最先出现在____期。
③胚胎移植:适合移植的胚胎是________________________。