基础知识填空:
⑴目的基因导入植物细胞的方法除了农杆菌转化法,还有 法和 法。
⑵目前采用 技术来进行作物脱毒,其原理是植物 附近病毒极少,甚至无病毒,操作过程需要在无菌条件下进行以防止 。
⑶动物细胞培养与早期胚胎培养时,除了必需的营养成分外,通常都需要在培养液中添加 ,以促进细胞的生长和增殖。
⑷早期胚胎发育过程中:桑椹胚阶段之前的每一个细胞都属于 细胞;囊胚期的 细胞,将来发育成胎儿的各种组织;原肠胚时期出现 分化。
⑸ES细胞在 细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能维持不分化状态。
⑹为了实现可持续发展,人类的经济发展必须走生态经济之路,生态经济主要实行循环经济的原则,而实现“循环经济”最重要的手段之一是 。
科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后,导人牛的受精卵,并成功从牛奶中提取到 了人胰岛素。回答下列相关问题:
(1)获取目的基因的主要途径包括直接提取和_______________________________________。
(2)在构建基因表达载体的过程中,目的基因和质粒用同一种 _______ 进行切割。
(3)在将基因表达载体导人牛的受精卵的过程中,常采用 _______ 法,若将基因表达载体导人大肠杆菌细胞中,则通常采用 _______ 溶液处理大肠杆菌,使其成为 _______ 细胞。
(4)为了得到较多的卵细胞,可以对受体母牛注射适宜剂量的 ;利用获能的精子进行体外受精,经过细胞培养至 _______ 期,最后进行 _______ 移植,最终获得“符合要求的个体”,具体是指____________。
(共12分)阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题:
(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。
(2)材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造一种 的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的,生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为 体,兔乙称为 体。
科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ;也可从灰鼠体内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用 方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。
下图为牛胚胎移植的基本程序示意图。请回答下列问题
(1)图中a过程代表 ,b表示受体母牛经人工激素调节后与供体母牛达到 。
(2)供体牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的 ,受体母牛必须具备健康的体质和正常的繁殖能力。
(3)在配种过程中,精子需要经过成熟和 的过程,才能与卵细胞受精,受精作用过程的场所是 。
(4)为了获得核基因型相同的多个胚胎,常采取的方法是 ,处理的时期是 或 。
下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。据图作答:
(1)该图胚胎所处的时期为 ,继续发育会导致 破裂,胚胎从其中伸展出来,叫做孵化。对该阶段胚胎进行分割时要注意将 均等分割。
(2)图中①过程为 。
(3)图中滋养层细胞将来发育成 和 。
阅读短文,回答问题。
高等动物的后代都是通过两性生殖细胞的两两结合发育而成的。但是随着科学的发展,人们用人工的方法在鱼类和两栖类获得了单性后代。例如,我国著名的实验胚胎学家朱冼教授,用玻璃细丝刺激蟾蜍产生的卵子①,经过多年实验,前后获得的23只无父亲的小蟾蜍②,其中一只小蟾蜍在次年顺利产出了3000多枚卵子③,受精后发育良好,并获得了新一代的小蟾蜍800多只④,这是世界上第一批没有外祖父的小蟾蜍。用这种方法获得的后代,也叫做雌核发育。
(1)卵①产生的分裂方式是___________。
(2)小蟾蜍②的性状和谁相似?______。原因是______________。
(3)卵子③的遗传物质和卵子①的遗传物质是否一样? 原因是_____________________。
(4)新一代小蟾蜍的遗传物质和②中小蟾蜍的是否完全一样? 。
“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养使其发育到如图所示的时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答。
(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是
A 有性生殖 B 组织培养 C 克隆技术 D基因工程
(2)人的受精卵通过卵裂形成大量细胞,这种卵裂的细胞分裂方式为____________。
(3)该图所示的时期是胚胎发育的__________时期。
(4)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术?______________(填序号)
①体外细胞培养 ②人工受精 ③胚胎移植 ④核移植
(5)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是___________,双胞胎的性别是否相同?______________.原因是___________________.
(6)“试管婴儿”技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿”技术,二者在对人类作用上的区别是___________________.
(7)现在大多数人反对设计试管婴儿性别,其原因是_________________。
请回答与胚胎工程有关的问题。
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~h为操作过程,据图回答有关问题:
(1)“试管牛”技术的操作流程是______________(填字母)。
(2)图中数字标号代表的结构名称是:①______________ ②______________
(3)图中用到的激素是______________,过程h常用的方法是______________。
(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意____________________________。
(5)哺乳动物在自然条件下, 、 和早期胚胎的发育规律是胚胎工程的理论基础。
英国纽卡斯尔大学约翰·伯恩教授领导的研究小组2008年4月1日宣布,他们已从人的皮肤细胞中提取出细胞核,然后将其植入几乎被完全剔除了遗传信息的牛卵细胞或兔卵细胞中,从而培育出半人半兽混合胚胎(如图所示)。该胚胎发育到第三天时已含有32个细胞,研究人员希望它能继续生长到六天,再从胚胎中取出干细胞供医学研究使用。
(1)有人担心此项研究会培育出“牛头人身”式的怪物,而生物学家认为不可能,支持生物学家的理由是_____________________________________________________。
(2)核移植过程中用物理或化学方法如电脉冲激活受体细胞,其目的是______________________
(3)从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_______________________________________________________; ES细胞在饲养层细胞上,或添加___________________的培养液中,能够维持不分化的状态,在培养液中加入_________________________则可诱导ES细胞分化。
2010年10月11日,美国政府批准首例胚胎干细胞(ES细胞)人体临床试验。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(1)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞,培养过程如下:早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中,必须用________处理内细胞团,使之分散成单个细胞。胚胎干细胞的结构特点是______________________。在培养动物细胞时,培养液中加抗生素的目的是________________________。
(2)早期胚胎发育在______________阶段以前的细胞是全能性细胞。胚胎干细胞在 的培养液中,能够坚持不分化的状态。
请回答下列问题:
(1)卵子和精子发生上的重要区别是卵泡的形成和在卵巢内的储备是在 期完成的,而精子的发生过程是在人体 期后再发生MⅠ和MⅡ。
(2)胚胎发育的阶段:卵裂期(在 内完成)→桑椹胚[这一阶段前的每一个细胞均属 细胞]→囊胚→原肠胚(新形成的由内胚层包围的囊腔是 )→幼体。
(3)胚胎移植技术中供体的主要职能是 ,受体的主要职能是 。
(4)动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,融合后形成的具有原来两个或多个细胞 的单核细胞,称为 。用荧光标记某一动物细胞膜上的蛋白质,再用激光将其中某区域的荧光淬灭后形成漂白区,实验过程及结果如下,该实验表明 是动物细胞融合的基础。
科学家将人的生长激素基因与质粒重组后,导人牛的受精卵,并成功地从牛奶中提取到了人生长激素,操作流程如下图所示,与此相关问题如下。(已知限制酶I的识别序列和切点是 一G↓GATCC一,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是一↓GATC一)
(1)如果用某种生物发育过程中的mRNA反转录产生的 片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做这种生物的 。
(2)基因工程的核心步骤是 。基因表达载体的组成,除了目的基因外还必须有 、 及 。
(3)据图分析,在构建重组质粒的过程中,目的基因用限制酶 (Ⅰ/Ⅱ)进行切割。质粒要用限制酶 (Ⅰ/Ⅱ)进行切割。
(4)获能的精子和卵细胞相遇后首先发生 反应,之后精子接触卵黄膜,并进一步与卵细胞结合,在该过程中, 和 可以防止其他精子入卵。
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进行处理,使其 后才能进行受精作用,这个过程可用一定浓度的 溶液。
(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 。
请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题:
(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过 和透明带。
(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,当该细胞发育至减数第二次分裂__________期时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明______________过程已完成。
(3)胚胎移植常时用____________激素对供体进行超数排卵处理,经人工授精后可得到 早期胚胎。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质相同的两个新个体,可对发育到 期或囊胚期阶段的早期胚胎进行胚胎分割处理,再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于_________条件下。