2010年,中科院昆明动物研究所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非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平,为未来人类重大疾病的非人灵长类动物模型的深入研究奠定了坚实的基础。下图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答:
⑴在构建基因表达载体过程中,它的组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及 。过程②中常用 的方法将目的基因导入受精卵。
⑵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 。
⑶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,此前需用促性腺激素对代孕雌猴作 处理。
⑷若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行 ,操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行。若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是: 。
⑸下列关于现代生物工程技术的安全性和伦理问题的分析,不合理的观点是:( )
A.转基因生物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原或者引起中毒 |
B.运用DNA重组技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器 |
C.我国的政策是禁止进行生殖性克隆人 |
D.转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存 |
如图为制作奶山羊乳腺生物反应器生产某种蛋白质的流程图,请分析回答:
(1)图中A、B分别表示:__ __、__ __。
(2)①过程用激素对奶山羊a进行 ________处理,②过程中对奶山羊b产生的精子在体外受精前需用________法进行获能处理。对采集的卵母细胞要在体外培养至 ________期,才能与获能的精子受精。过程④常采用________法将目的基因导入受精卵内。为获得较多的相同的转基因奶山羊d的早期胚胎,⑤可采用 ________ 。在将早期胚胎移植入代孕奶山羊子宫内之前,需检测早期胚胎细胞是否已经导入目的基因,宜采用________技术。
(3)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__________________________________________________。
长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有 。
(2)和受精有关的过程有:①第一次卵裂开始;②释放第二极体;③顶体反应;④穿越透明带;⑤雌、雄原核的形成;⑥核膜消失,雌、雄原核融合。其正确的顺序为 (填序号)。
(3)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有
(4)试管牛E的性别为 ,克隆羊多利的性状和 (黑面绵羊\白面绵羊)最接近。
(5)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 ;冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的 冲洗出来。
(6)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有 ;图中标号3为 ,它将来可发育为胎膜和胚盘。
(7)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜 。
【生物——选修3:现代生物科技专题】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。
据图回答下列问题:
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前通常需要注射___________激素,促使一次有更多的卵泡发育。
(2)重组细胞需培养到MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备____________,重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2,CO2的主要作用是____________。
(3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要______________和______________等技术。
(4)三亲婴儿的培育技术________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,而___________(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体______(填比例)来自母亲提供的细胞核。
(5)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术主要区别是植入前对胚胎进行______________。
科学家从129品系小鼠中成功分离出胚胎干细胞,并注入小鼠的囊胚,形成嵌合体囊胚,育出嵌合体小鼠。利用该技术,可获得表达绿色荧光蛋白( GFP)转基因昆明(KM)小鼠,操作流程图如下,请回答:
(1)在基因工程的操作中,携带GFP基因 的病毒作为 。
(2)步骤②中,利用荧光显微镜观察到细胞 ,将其取出,进行扩增培养。
(3)步骤③中,胚胎的收集方法称为 。
(4)步骤⑤中,胚胎干细胞可以 形成包括生殖腺在内的各种组织。
(5)图中X小鼠为 小鼠。
tPA是机体在凝血平衡调节中发挥关键性作用的蛋自质,如图是利用奶牛乳腺生产tPA的图解,据图回答下列问题:
(1)如要在体外迅速扩增tPA基因可采用________技术,此技术需要________酶。
(2)要使tPA基因在奶牛的乳腺细胞中特异性表达,需在其前面加上________________。
(3)过程⑥中用于移植的胚胎是________。移入的胚胎能够在受体母牛体内存活的原因是________,同时能够在子宫内建立正常的生理和组织上的联系。
(4)乳腺生物反应器生产医用人体蛋白比工程菌有优势,是由于乳腺细胞有较强的________能力,省却了从工程菌胞内提取时的破壁、分离等程序,大大降低了纯化成本。
科学家将小鼠多能干细胞的4种基因,同时导入已分化的小鼠体细胞中,结果体细胞被诱导成为多能干细胞。他们将由此得到的干细胞称为诱导多能干细胞(iPS cell),诱导多能干细胞能分裂并产生皮肤细胞、神经细胞以及可以搏动的心肌细胞等(如图),请分析回答:
(1)①过程表示提取小鼠的体细胞A,②过程表示将基因导入A,此过程需要某种病毒作 。
(2)⑤过程表示细胞发生了分化,原因是C细胞的基因进行了 。
(3)科学家最初将24种可能有诱导作用的基因同时导入小鼠的一个体细胞中,结果此体细胞转化为多能干细胞。后来,他们逐一做了减法研究,最后发现只需4种基因就足以将一个体细胞变成多能干细胞。现有足够数量的小鼠的一种体细胞、某种病毒、24 种不同的基因和其他条件,一兴趣小组为模拟科学家筛选出有诱导作用的4种基因的研究过程,设计了如下的实验方案。请你补充实验步骤并进行实验分析:
①实验步骤:
第一步,将24种不同的基因同时导入一个体细胞中,培养观察;第二步,将23种不同的基因同时导入另一个体细胞中,培养观察;第三步,将______种不同的基因同时导入另一个体细胞中,培养观察;第四步,将______种不同的基因同时导入另一个体细胞中,培养观察;直至筛选出有诱导作用的基因为止。
②实验分析:
(a)实验过程中,相邻的两步为一组对照实验,则自变量为 ;因变量为 。
(b)减除了某种基因进行诱导实验,若体细胞与上一步实验一样,仍然能转化为多能干细胞,则可得出结论: 。
(c)若第五步发现了一种基因有诱导作用,则此种基因是否还需要用于下一步的实验?请说明理由。 。
请回答胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、____、_____以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其__。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和_____。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是__
(4)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是__、基因表达载体的构建、___和___。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、____、____、____和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_____(显微注射法、农杆菌转化法),为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是_____(受精卵、乳腺细胞)。
目前,精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一,该方法以精子作为外源基因的载体,使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答:
(1)获取外源基因用到的工具酶是 ,为了提高实验成功率,通常利用 技术获得大量标记的外源基因。
(2)外源基因能够整合到精子的 上是提高转化率的关键,因为受精时只有精子的 才能进入卵细胞中。
(3)过程②采用的是 技术,该过程中应对已经导入外源基因的精子进行 处理。
(4)过程③需要在 (至少写出两点)等条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚,因此在培养细胞时需在培养基中加入 。
下图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程,其中字母代表有关结构或个体,数字代表过程、方法。下列有关说法错误的是( )
A.图中过程1-7所涉及的全部生物技术是早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植 |
B.通过1、2过程获取分散的细胞时,用到的酶是胰蛋白酶(或胶原蛋白酶),培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为接触抑制 |
C.图中动物细胞培养过程中应将细胞置于5%CO2的气体环境中。此培养过程中为防止杂菌感染,需要添加一定量的抗生素 |
D.通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外,还因为它含有促进细胞核全能性表达的物质 |
科学家将雌黑鼠乳腺细胞核移植入白鼠去核的卵细胞内,待发育成早期胚胎再移植入褐鼠的子宫中,该褐鼠产的小鼠的体色和性别是( )
A.黑雌 | B.褐雌 | C.白雄 | D.黑雄 |
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。
据图回答下列问题:
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前通常需要注射____________激素,促使一次有更多的卵泡发育。
(2)重组细胞需培养到MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备________________,重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2,CO2的主要作用是_____________。
(3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要_________________和___________________等技术。
(4)三亲婴儿的培育技术________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,而___________(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体______(填比例)来自母亲提供的细胞核。
(5)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术主要区别是植入前对胚胎进行_____________。
克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。
请回答:
(1)图中重组细胞的细胞核来自___________细胞,早期胚胎移入受体子宫后继续发育,经桑椹胚、囊胚和___________胚最终发育为克隆猪。
(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数,从而反映出Bcl-2基因的转录水平。
①图中X表示___________过程。
②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成___________用于PCR扩增,PCR过程第一轮循环的模是 。
图示为早期胚胎发育某一时期的示意图。下列叙述正确的是
A.此图表示囊胚,囊胚进一步扩大将会导致透明带破裂,这一过程叫卵裂 |
B.③为内细胞团,将来发育成胎膜和胎盘 |
C.进行胚胎移植时,必须选用该图所示时期的胚胎 |
D.此时期的胚胎既可以进行胚胎分割,也可以进行性别鉴定 |