人血中提取的血清白蛋白在临床上需求量很大,由于人类免疫缺陷病毒(HIV)等病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。通过一定的生物工程技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下:
a.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精形成受精卵,进行体外培养形成胚胎,然后再选出雌性奶牛胚胎供进一步使用。
b.将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞,形成细胞①;
c.取出细胞①的细胞核,注入去核奶牛卵细胞中,形成细胞②;
d.电脉冲刺激细胞②促使其形成早期胚胎;
e.将早期胚胎移植到母牛的子宫内,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)一般情况下,良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞数量很少,往往给雌牛注射
激素,使其超数排卵。不直接使用性激素的原因是 。
(2)采集的精子必须经过 作用,才能进行受精作用。
(3)细胞①和②中 (①、②)实现了基因重组。
(4)在实验过程a中要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是 。
(5)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(ES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 。若想获取更多的基因型相同的小牛,应采取 技术。在培养动物细胞时,培养液中加抗生素的目的是 。
下图表示干细胞的三个发育途径。据图回答下列问题:
(1)由A细胞形成的B细胞仍然保持着其特有的_______能力,A细胞到C细胞的过程是由_____控制的。
(2) A细胞分化成D细胞的根本原因是____________。
(3)由A细胞到形成多个卵细胞的过程,则必须经过细胞的____________分裂。
(4)若A是胚胎干细胞,是由_______或_______分离出来的一类细胞。
胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。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 后才能进行受精作用。
(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 ,它在胚胎工程中的意义在于 。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,需将目的的基因导入牛受精卵,最常用的导入方法是___________;获得转基因母牛后,如果__________即说明目的基因已经表达。
下图是培育能产生人凝血因子的牛过程示意图,试回答相关问题:
(1)为能从良种母牛体内一次取得多枚卵子,可以采用注射__________激素的方法。
(2)在过程③中,为使精子能顺利与卵子结合,需要先对精子进行_____处理。当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应,如透明带反应和__________作用等,其意义是防止多精入卵。
(3)过程④中需要先将该基因与_____结合,主要目的是为了保证人凝血因子基因能够在受精卵中_______________。检验人凝血因子基因是否导入受精卵的方法是_________________________。
(4)过程⑥涉及的技术是__________,为保证该过程的成功,一般应选择_______相同的_____母畜。
牛胚胎移植的基本程序如下图,请据下图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指___________、____________、______________。
(2)供体牛的主要职能是________________;受体母牛必须具备_____________。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是________________;处理的时期是________________;理由是__________________________________。
(4)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___________________________________。
生物技术在农业生产、优良畜群繁育、疾病征服等方面,展现出诱人的前景。请根据以下材料回答相关问题:
材料一:经过一个世纪的发展,植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题(如粮食问题、花卉苗木生产等),为人类创造了巨大的财富
(1)植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养,它所依据的生物学原理是____________。
(2)广东顺德的兰花、高洲的香蕉等优良植物的生产都可通过微型繁殖技术来提供试管苗,其优点是不仅可以____________________,还可以高效快速地实现无病毒种苗的大量繁殖。
(3)植物体细胞杂交技术的关键是获取有活力的________以及诱导其融合。
(4)人工种子的主体是什么?________。人工种皮对胚状结构起保护作用。
(5)在制备时可据需要添加防霉药物,它应加在哪一部分?________。
材料二:下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程,请据图回答:
(6)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射________。
(7)冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的____冲洗出来。
(8)图中标号3为________,它将来可发育为____________。
(9)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗? ________为什么? ________________________________。
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解,清据图回答:
(1)图中①、②所示的结构分别是___________、___________,④过程常用的方法是___________。
(2)图中③、⑤所示的生物工程技术分别是 、 ,
(3)过程④通常用②做受体细胞的原因是 。
(4)图示治病的方法叫做___________。
下图是利用奶牛乳汁生产人的血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)为保证被培养的动物细胞处于无菌无毒的环境,通常要在培养液中添加一定量的 ,此外应定期更换 。
(2)获取②的常用方法,除直接人工合成外,还有 、 。基因工程的核心步骤是 。
(3)⑤能在⑥子宫中存活的生理基础是 。
(4)图中①一般经 处理可以得到③。
(5)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的工程技术是 。在胚胎移植前,通过 技术可获得较多胚胎。若④为囊胚,从④到⑤的过程中应注意 。
【现代生物科技专题】人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下:
(1)htPA基因与载体用_________切割后,通过DNA连接酶连接,以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用_________技术。
(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其__________。采集的精子需要经过__________,才具备受精能力。
(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是__________。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行__________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的__________。
(4)若在转ht-PA基因母羊的羊乳中检测到__________,说明目的基因成功表达。
【生物——选3现代生物科技专题】某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题,引进了具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:
♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C
选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常 。若C中的母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并不提高,说明高产奶是 (显/隐)性性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛,根据现有A、B、C三种类型,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。图中数字标号代表过程。
卵子的成熟在过程 中完成。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应对胚胎的 进行鉴定。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,可采取 技术。
下图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程。回答下列问题:
(1)①过程表示______________;②过程用到的工具酶是________________。
(2)构建基因表达载体时,目的基因的首端必须含有 ,以利于目的基因的表达。③过程常用的方法是 。
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用_____________技术。
(4)细胞Ⅱ的特点是 。
(5)若要预防H7N9禽流感,可用图中的________________作为疫苗。
(6)传统农业中,植物秸秆往往是通过焚烧以便使其中的无机盐还田,该做法的最大缺点是会造成环境污染;而现代农业中,在充分利用能量、减少环境污染的同时,通过饲养家禽、家畜,提高农民经济收入,使保护环境和发展经济相互协调,这主要体现了生态工程的________________原理。
下图为海星胚胎发育过程中某时期的示意图,请据图完成问题:
(1)该时期为胚胎发育过程的________期,其内的空腔称为________,随着胚胎发育的进行,该腔的容积将逐渐________。
(2)该图上一时期为________,该图下一时期为________________。
(3)请在图中用箭头标出细胞a和b的移动方向。
(4)在该图的下一时期,a细胞最可能成为________胚层的一部分,b细胞最可能成为_______胚层的一部分。
阅读如下资料:
资料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内,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:
资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。
(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。