毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)将KIFⅡ基因导入目的基因的细胞内,获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊这种新性状的产生所依据的原理是____________。从基因文库中获得的KIFⅡ基因可用_________技术进行扩增。过程①中最常用的运载工具是 。
(2)在过程②中,用___________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于_____________混合的气体培养箱中进行培养。培养液中加入__________达到无菌环境。
(3)在过程③中,用______________处理以获取更多的卵(母)细胞,在体外培养到______________期通过显微操作进行去核处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是___________。在胚胎移植前,通过_________技术可获得较多胚胎。
根据所学生物学知识回答下列问题:
(1)若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。
(2)一对表现正常的夫妇,其家族中都有遗传性囊性纤维化病(常染色体隐性遗传病)患者。医生对他们进行了遗传咨询后,决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。医生首先为女性注射_____________,刺激卵泡成长,实现控制性超数排卵,然后在局部麻醉下从卵巢中吸取______________,并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中,置于37℃培养箱中培养。再从男性体内采集精子经过____________处理,处理后的精子与卵细胞放在含有受精培养液的同一培养皿中完成体外受精。然后将受精卵移入发育培养液中继续培养,待发育到桑葚胚或囊胚时,分别对多个胚胎的细胞进行___________,选择出__________胚胎植入母亲_____________内,避免遗传病孩子出生。
(15分)如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)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________。
(2)一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理。
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等天然成分。
(4)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入到____________________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______________技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定。
(5)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_______________。
(6)已知哺乳动物的早期胚胎发育分为受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚→囊胚→原肠胚几个阶段,那么从受精卵到桑椹胚阶段,细胞分裂的方式是__________________。其中________________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。
(8分)克隆羊“多利”的问世引起了许多人对“治疗性克隆”的兴趣。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答:
(1)过程A表示 ,由此产生的重组细胞②的主要遗传物质自图中的 。
(2)图中B表示的生物技术名称是 ;C表示定向诱导技术,其诱导的对象是[ ] 细胞。
(3)如果进行生殖性克隆,则不需要进行定向诱导,但必须进行 ,使得胚胎能正常发育成完整个体,该操作一般在 时期进行。早期胚胎能够在受体内存活的主要生理学基础是______________。
(4)有人预测在奥运会上可能会出现“超级”运动员,即在基因组中增加了增强耐力和爆发力基因的运动员。这种操作一般选择 作为受体细胞,成功的标志是运动员体内 。
为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,请根据图示信息回答:
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的细胞工程技术有 _________。
(2)用来促进B牛多排卵的激素可能是_________分泌的促性腺激素,E牛的性别是_________。
(3)产生F牛的理论依据是_________,其生殖方式属于________。
(4)要培育高产奶率的转基因牛,则目的基因的受体细胞一般是_________,转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的_________等细胞器。
下列是遗传学方面的相关问题,请回答。
(1)在格里菲斯的肺炎双球菌实验中,将S型细菌加热杀死的过程中,其蛋白质变性失活,用双缩脲试剂检验 (能/不能)呈现紫色;但是S型细菌加热杀死的过程中,其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性,这体现了DNA分子结构的 性。
(2)视网膜色素变性病是一种单基因遗传病,是影响人类健康的重要因素之一。
①为确定其遗传方式,请用小鼠进行杂交实验,根据实验结果与结论完成以下内容。
实验材料:选择亲本为 小鼠杂交;杂交方法: 。
实验结果:子一代表现型均正常;结论:遗传方式为常染色体上隐性遗传。
②现有一遗传病家庭,女儿患病,其父母和弟弟的表现型均正常。母亲的基因型是 (用A、a表示);若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚,其子女患病的概率是 (假设人群中携带者的概率约2/65。结果用分数表示)。在人群中男女患该病的概率相等,原因是男性在形成生殖细胞时 自由组合。
③视网膜色素变性病也有发生在X染色体上的隐性遗传,若用荧光分子标记法检测,女性患者体细胞在有丝分裂中期有 个荧光点。
Ⅱ.试管婴儿技术是指采用人工方法将卵子与精子从人体内取出并在体外受精,发育成胚胎后,再移植回母体子宫内,以达到受孕目的的一种技术。
(1)顺利受精必须满足的两个条件:一是来自父方的精子要进行获能处理,二是来自母方的卵母细胞要 才能受精。
(2) (填生物技术)是培育试管婴儿的最后一道工序。一般来说,该技术操作比较适合的时期是 ,若在该时期用胚胎分割技术是获得双胞胎时,必须注意要将 均等分割。
因为猪的基因和人类的基因存在一定相似度。据报道经过特殊处理的猪皮可在人身上存活3周左右,起到保护创面免受感染的作用。移植猪皮后,还要在猪皮上开很多小口,移植患者的自体皮放入其中,自体皮慢慢生长,覆盖裸露的皮肤。而猪皮最终会掉光。为了使移植的猪皮存活更长时间,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪。其简单流程如下图所示:
(1)过程①中形成重组DNA常用的酶有_________和___________;将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是______________。
(2)过程②中,常用____________酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒的环境、________、温度和pH、________。
(3)过程③中所用的胚胎工程技术是_____________________,然后将早期胚胎移入另一头与供体_______________,但未经配种的代孕母猪的相应部位。
(4)图中的卵母细胞应在体外培养到__________________期。
分毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)过程①中最常用的运载工具是_______,所需要的酶是限制酶和____________。
(2)在过程②中,用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞至于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是_________。
(3)在过程③中,用_______处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_________。在胚胎移植前,通过_______技术可获得较多胚胎。
为了加快优良牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法:
请根据图示信息回答下列问题:
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的技术有 、 。
(2)如图方法Ⅰ,培育试管牛的生殖方式是 ,在选择优秀种公牛的精子时,应选择含 染色体的精子才可繁育出良种小奶牛。优秀种公牛精液,要经过 (生理过程)才具有受精能力。
(3)如图方法Ⅱ,产生F牛的生殖方式属于 ,F牛的性别是 。
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的特点是 。
不同类型的细胞表达不同的基因组合。那么不同类型的动物细胞都具有全套基因吗?科学家进行了如下图所示的克隆研究。Ⅰ~Ⅶ代表有关过程,a~h代表有关结构或个体。
(1)a细胞的名称是 。选用该细胞作为核移植受体细胞的原因是 。
(2)对b的操作方法通常是 。若g是能产生人生长激素的羊,则培育g时,应将人生长激素基因导入 ,为了尽快获得大量的生长激素,但让g进行有性生殖会丢失目的基因,你将通过 技术来实现。
(3)从d中取出细胞进行培养时,一般不超过10代,原因是 。此培养过程中与植物细胞培养过程中所用的培养基有何不同? 。
(4)如果图中的细胞均是人体细胞,则获得的h细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植,其优点是 。
(12分,每空2分)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)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头部(细胞核)才能进入卵细胞中。
(2)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。
(3)过程③需要在 培养液中进行(填培养液名称)。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一定量的 。
(4)为了获得更多的早期胚胎,常用 激素对供体进行处理,使其超数排卵,从而获得更多的卵母细胞。
(8分)人的血清白蛋白(HSA)有许多作用,如对血液中的免疫球蛋白(抗体)有保护和稳定的作用。如果免疫球蛋白缺少了这种保护,免疫力就会变得不稳定,容易引起各种疾病,所以在临床上需求量很大。白蛋白通常从人血中提取,产量受到限制。如果应用基因工程、克隆等技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,请根据图解回答下列问题:
(1)图中①一般经________处理可以得到③。将②导入③最为有效的方法是 。导入前,需要将②与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤是基因工程的核心,称为______________________________________。
(2)通过核移植技术能够得到胚胎④,精、卵在体外受精时也能得到早期胚胎。在体外受精过程中防止多精入卵的生理反应主要包括____________反应和____________作用。
(3)若需要迅速得到大量转基因奶牛,可采用下列处理方法:将早期胚胎④处理后形成若干个胚胎⑤,此种方法称_____________。进行上述操作时,应选择发育至_______________或囊胚阶段的胚胎进行操作,对后者操作时必须注意将_______________________________。
请回答下列有关胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)目前,科学家通过细胞核移植实验,培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中,一般通过 (物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到 阶段时,将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。
(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。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。
(3)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 。
(4)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 。
抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白,临床上主要用于血液性疾病的治疗。下图为培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程。回答问题:
(1)过程①是 ,该过程常用的方法是 。扩增抗凝血酶Ⅲ蛋白基因经常采用 技术。
(2)过程②包括 技术和胚胎移植技术;可用 技术获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊。
(3)若要检测牛奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ蛋白,可采用 技术。
(4)如果检测发现抗凝血酶Ⅲ蛋白基因被导入了受精卵,但却没有检测到抗凝血酶Ⅲ蛋白的存在,那应该考虑分别位于目的基因首端和尾端的 没有设计好,应从这方面考虑改善。
基因疫苗是指编码外源性抗原的基因导入人和动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答. 某科研所计划利用基因疫苗,通过基因工程和胚胎工程技术培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛. 请回答下列问题:
(1)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括目的基因,_____________,_____________,标记基因等.
(2)动物基因工程常用的受体细胞是_____________和_____________,因为该细胞的全能性高,一般用_____________法将目的基因导入受体细胞.
(3)欲检测高产奶牛体内是否出现口蹄疫病毒的抗原蛋白,在分子水平上检测的方法及结果是从基因牛中提取_____________,用__________________________杂交,如果出现杂交带,表明奶牛中出现了抗原蛋白,如果不出现杂交带,表明奶牛中未出现抗原蛋白.
(4)胚胎工程最后一道工序是胚胎移植,其实质是__________________________________________.
(5)为提高胚胎的利用率,可以采用胚胎分割技术,应该选用什么样的胚胎进行分割?
_____________________________________________________________________________________.
(6)现已经通过基因工程和胚胎工程技术培育出一头具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛,可以采用_____________技术获得具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛.请简要叙述过程.
_____________________________________________________________________________________.