下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。据图回答相关问题:
(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获能后才能进行受精作用,其获能的方法有培养法和___________法。
(2)在牛体细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的________。此时,瓶壁上形成的细胞层数是_______。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用________________酶处理。
(3)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的氧气以维持细胞呼吸外,还需要提供二氧化碳气体以维持________,图中过程A称为________。
(4)如暂时不进行A过程,通常在________条件下保存早期胚胎。
——现代生物科技专题(第4小题1分,其他每空2分,共15分)
根据所学生物学知识回答:
⑴如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上。
⑵目前临床上使用的红细胞生成素(一种糖蛋白,用于治疗肾衰性贫血)主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)。检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的 细胞,可由rhEPO免疫过的小鼠 细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。
⑶在“试管牛”的培育过程中,采用激素处理可使良种母牛一次排出多枚卵母细胞,最常用的激素是 。从良种公牛采集的精子需 后才能进行受精作用。在胚胎移植前,通过 技术可获得较多胚胎。
⑷生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免系统结构或功能失衡。这体现了生态工程的什么原理( )(1分)
A.协调与平衡原理 | B.物种多样性原理 |
C.物质循环再生原理 | D.整体性原理 |
科学家仅使用小分子化合物的组合对体细胞进行处理,成功地将已高度分化的小鼠成纤维上皮细胞诱导成多潜能干细胞,并将其命名为化学诱导的多潜能干细胞(GiPS细胞)。下图是利用GiPS细胞对镰刀形细胞贫血症小鼠进行基因治疗的技术流程:
请据图回答:
(1)过程①中若用传代培养的细胞应不超过10代,以保证细胞的__________不发生变化。
(2)科学家用小分子化合物的组合对小鼠成纤维上皮细胞进行处理,促使已经分化的成纤维上皮细胞“重新编程”产生GiPS细胞,这些GiPS细胞与囊胚中__________细胞性质相同。
(3)过程③中,导入的重组质粒中调控目的基因表达的组件是_____________,____________的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。
(4)若利用GiPS细胞诱导分化形成______________,再经_________________技术,可较容易得到高等动物的体细胞克隆个体。
(5)GiPS细胞经过体外诱导分化,可以培育出人造组织器官。图中培育骨髓造血干细胞移植回该小鼠体内与异体骨髓造血干细胞移植相比,最大的优点是__________________。
2011年11月,我国首例“第三代试管婴儿”(设计试管婴儿)在上海诞生,这是上海生殖辅助技术领域一个新的里程碑。请回答下列问题:
(1)第一代试管婴儿针对女性输卵管堵塞患者,用穿刺针将____________________(细胞)取出,采集的细胞需要在体外培养到________________,才能与________________受精。第二代试管婴儿则针对男性少、弱、畸形精子症患者,通过______________技术将精子注入卵母细胞内帮助受精。第三代试管婴儿只是在胚胎移植前____________________,从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。
(2)试管婴儿操作过程中需在_________________℃条件下及______________环境中进行。用来培养受精卵的营养液除含水和无机盐以外,还需添加___________________等物质。
(3)母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________________,这为胚胎在母体内存活提供了可能。
(4)现在我国大多数人反对设计婴儿性别,原因是_______________________,在进行试管婴儿设计时一定不能违反__________________。
(5)试管婴儿技术主要用到了胚胎工程中的_______________技术和_____________技术,同时还用到了细胞工程中的____________技术。
[生物—选修3:现代生物科技专题]胚胎工程和基因工程目前在生物技术中发展较快,回答下列问题:
(1)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。另外,培养的卵母细胞需要发育至___________,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
(2)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是__________________________________________________________。
(3)若要使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、_________、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的_____(填“受精卵”或“乳腺细胞”),导入方法是____________________。
【生物——选修3:现代生物科技专题】在治疗人类某些疾病时,人的体细胞核移植技术得到的胚胎干细胞经诱导分化,形成相应的组织器官后,可用于组织器官的移植,操作流程如图所示。请回答:
(1)进行图中过程①时,需将体内取出的卵母细胞在体外培养至 期,该期卵母细胞核的位置靠近 ,可用微型吸管将之与细胞核一并吸出。
(2)图中过程②表示将用物理或化学方法激活重组细胞,使其在发育培养液中完成 ,最终形成囊胚的过程。
(3)图中过程③④表示从囊胚中取出 细胞,将其培养在 细胞上,形成大量胚胎干细胞的过程。胚胎干胞在形态上的特性表现为 。
(4)图中过程⑤表示在培养液中加入 ,就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化,用于患者的组织器官移植。
【生物—现代生物科技专题】
人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外,还可从已处死的雌鼠________中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为__________,质粒作为_________,二者需用________切割后连接成重组载体,该过程与质粒上含有________有关。
(3)子代大鼠如果________和__________,即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达,然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中,所用到的技术是___ __、__ ____、早期胚胎培养和胚胎移植。
(选考题15分)下图为应用胚胎工程繁育良种牛的技术流程,请据图回答:
(1)哺乳动物体内受精的发育规律是实现胚胎工程的理论基础。获能后的精子进入卵子过程中,防止多精入卵发生的生理反应先后为___________、_____________。
(2)图中①、②分别为__________________、_________________。
(3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫_____________,进行该项技术的优势是_______________,实施该技术时胚胎一般发育到_____________
阶段。若此时需要对胚胎进行性别鉴定,正确的操作方法是下列的______图;若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛,正确的操作方法是下列的______图。
(4)胚胎干细胞对于生命科学的各项研究具有重要意义,除了从早期胚胎可分离得到外,还可来自____________。
【生物——选修3:现代生物科技专题】
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答问题。
(1)在培育转基因山羊的过程中,①过程需要的工具酶是 ,②过程常用的方法是 。
(2)转抗血栓基因山羊可以通过分泌乳汁来生产抗血栓药物。在构建的相应基因表达载体中,人抗血栓基因的首端必须含有使其仅能在山羊乳腺细胞中特异性表达的___________,它是_________________________________识别和结合点部位。人们通常将此类转基因动物称为 。
(3)山羊早期胚胎在移植入受体母羊子宫之前,必须对胚胎进行性别鉴定,一般是取处于_________________时期的____________细胞进行检测。若要培育出多只相同的转抗血栓基因山羊,可以采用 技术获取。
(4)prG基因的产物能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅱ最可能是 细胞,Ⅲ代表的细胞具有 的特点。
(5)在培育抗虫棉过程中,通常利用Ti质粒将抗虫基因导入棉花受体细胞,为了使抗虫基因顺利连接到受体染色体基因组中,抗虫基因通常位于Ti质粒的____________片段中。从分子水平检测抗虫棉是否培育成功的方法是________________________。
胚胎干细胞(ES细胞)在生物学研究中具有十分重要的应用价值。
(1)上图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中,再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有 。
(2)上图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有 种重组DNA分子;第Ⅲ步操作后,还需经过 的过程,才能将该ES细胞注射到囊胚中。
(3)ES细胞在功能上具有 的特点;目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导,为因故失去手的患者提供新的“手”,该过程揭示了细胞 的机理。
(4)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断,一般情况下,细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径,但一般不分裂增殖。鼠ES细胞中只有D途径,但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合,加 促融,获得杂种细胞。若要从培养液中分离出杂种细胞,写出实验方法(不考虑机械方法),并说明理由。
方法:___________________________________________________________。
理由:___________________________________________________________。
下图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程,请据图回答下列问题。
(1)一般用 激素对供体母牛做超数排卵处理。
(2)克隆动物培育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 。
(3)如果培育转基因荷斯坦奶牛,可采用 技术将药用蛋白基因导人到受精卵中,在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是 ,根据是否显示出杂交带进行鉴定。
(4)纯种荷斯坦奶牛的胚胎能在受体黄牛的子宫内存活并正常发育的生理原因是
(5)哺乳动物的早期胚胎发育中, 发育成胎儿的各种组织,滋养层发育成胎儿的胎膜和胎盘。胚胎分割是将发育良好、形态正常的 移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或者分割刀进行分割。
随着人们生活水平的提高,乳制品需求越来越大,为了扩大生产,以下是采用不同方法培育良种牛的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)②过程使用 酶,④过程使用_____________酶,方法C表示的基因工程步骤为______________________________________,采用的方法是________________。
(2)自然情况下,牛完成体内受精的场所是 ,胚胎分割时,一般选择 时期的胚胎,分割时要注意 。
(3)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,可以取 细胞进行DNA分析,所使用的基因探针来自 染色体。
生物工程在医疗卫生方面得到了广泛应用,请回答下列问题。
(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体,一般选用的是________和________融合。制备的杂交瘤细胞的特点是________________________________。
(2)干扰素、胰岛素等物质可以通过工程菌来大量生产。该技术中,构建基因表达载体需要用到的工具酶是_______________________。
(3)在完成体外受精的过程中,对已取得的精子要进行______________处理,为了获取更多的卵细胞,一般要对雌性个体注射促性腺激素,使其 。
(4)利用细胞培养技术可以获取自身健康的皮肤,用于皮肤移植。在此过程中添加抗生素的目的是___________,在培养液中加入胰蛋白酶,可防止细胞出现 现象。
中国科学家利用转基因技术培育出了高品质的奶牛,其牛奶中-3脂肪酸的含量很高,这种物质有利于人体心脏健康。请回答与此转基因奶牛培育过程中的相关问题:
(1)基因工程的核心步骤是___________________________,其中_____________位于基因的首端,是____________________识别和结合的部位。将目的基因导入受精卵的最常用方法是______________。
(2)通常用激素处理代孕母奶牛和供体母奶牛,使其生理条件达到同步,称为______________处理。配种或人工授精后,用特殊的装置把供体母奶牛子宫内的胚胎冲洗出来,称为_______________。
(3)早期胚胎培养的培养液中除了各种无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要添加激素和______________。胚胎发育到______________或囊胚阶段即可移植。
【生物—现代生物科技专题】生物工程在医疗卫生方面得到了广泛应用,请回答下列问题。
(1)利用_______技术制备的杂交瘤细胞,可用于制备单克隆抗体。与体内抗体相比,单克隆抗体具有理化性质单一、______、可大量制备等优点。
(2)干扰素、胰岛素等物质可以通过工程菌来大量生产。该技术中目的基因和运载体要用同种_______切割,以产生相同的_____。
(3)在完成体外受精的过程中,对已取得的精子要进行_______处理,为了获取更多的卵细胞,一般要对雌性个体注射______,使其超数排卵。
(4)利用细胞培养技术可以获取自身健康的皮肤,用于皮肤移植。在此过程中通入CO2的目的是________,在培养液中加入_______酶,可防止细胞出现接触抑制现象。