控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题:
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下__________,并通过培养发育为_____________后,再经_____________产生后代的技术。
(2)图中过程①通常采用_____________技术。在这个过程中_________的精子与卵子相遇时,首先发生_________反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有__________________________________________。
(3)胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对受体进行_______________处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生____________反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)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,请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)。______________。
(5)人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物,,在基因工程操作的基本程序中,基因工程的核心是______________,科学家利用基因工程技术,使转基因动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立的生产生长激素的乳房生物反应器,即:科学家将_____________重组在一起,通过______________等方法,导入哺乳动物的受精卵中,然后,将受精卵送入母体内,使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物。
分析回答有关生物工程中的问题:
日本下村修、美国沙尔菲和美籍华人钱永健因在研究绿色荧光蛋白(GFP)等方面的突出贡献,获得2008年度诺贝尔化学奖。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图.据图回答:
(1)绿色荧光蛋白基因在该实验中是做为________基因。图中通过过程①、②形成重组质粒,需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性内切酶I的识别序列和切点是—G’GATCC—,请画出质粒被限制酶I切割所形成的黏性末端的过程:________________________
_________。
(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是_______________ ___。
(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是_______________________。
(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白,黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是(用数字表示):_______ ___ 。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)④表达出蓝色荧光蛋白。
(5)在培养重组细胞时,培养液中通常含有_____________、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
(6)以上培育过程中应用到的生物技术有_________________________________等(至少答出三项)。
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 、
(至少写出二项)。
(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)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。
(4)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。
(5)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 。
(6)试管牛E的性别为 ,克隆羊多利的性状和 最接近,原因是 。
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,据图回答:
(1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有 。
(2)在基因工程中,我们称②为 ,在②进入③之前要用 等工具来构建基因表达载体,能实现②进入③的常用方法是 。
(3)图中①一般经 处理可以得到③,从③到④的过程中一般用未受精的卵子去核后作为受体,不用普通的体细胞,原因是 。
(4)从A—D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法 ,把⑤送入⑥的最佳时期是 。
(5)⑦是⑥生出的后代,但⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似的原因是
,如果②的数量太少常用 来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体组成是 。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物的优越性在于
。⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类转基因动物被称为 。
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)若D细胞是胰腺细胞,则结构⑦所起的作用是
。
(3)A细胞分化成D细胞的
根本原因是 。
(4)若D细胞是正在衰老的细胞,该细胞中结构⑧发生的变化是
。
(5)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。
(6)用丙酮从D细胞中提取磷脂,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得的单分子层面积大于D细胞表面积的2倍。理由是_______________。
让羊产牛奶,科学家对此做了相关的构想,过程如下图所示。请根据图完成相关问题:
(1)图中涉及的现代生物技术有 。(写出三种)
(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现 (填“相同”或“不同”),你的理由是 。
(3)若研究发现羊N细胞中线粒体发达,故而它的产奶率高,则小羊a会有这一优良性状吗? ;你的依据是 。
(4)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合,以获得新物种“羊—牛”,你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构思? ;你的理由是
美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以
转化成为具有胚胎细胞特性的细胞。这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德
争议,另一方面也使得干细胞研究的来源更不受限。请回答下列有关胚胎工程的若干问题。
(1)人类的胚胎发育过程中,细胞分化开始于 阶段。
(2)胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的 和孕育胚胎的 共同
繁殖后代的过程。其生理学基础主要有哪些? 、 (至少答出两点)。
(3)美日科学家利用病毒分别将四个基因导入皮肤细胞,促使普通的皮肤细胞产生变化,
最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞。在基因工程中,这四个基因称为 ,在基因工
程中常用的工具酶有 。
(4)在胚胎工程中可以利用连续胚胎细胞核移植的方式培育动物,该技术的优点是
。
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)在此工程过程中涉及到的细胞水平现代生物技术手段主要有: (至少写出两项)
(2)图中从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核后做为受体,而不用普通的体细胞,原因是: 。
(3)⑦是⑥生出的后代,那么⑦的遗传性状和 最相似,为什么? 。
(4)从A—D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法 ,把⑤送入⑥的最佳时期是 。
A B C D
绿色荧光蛋白转基因克隆猪具体培育过程如下图所示,请据图回答问题。
(1)从图中可以分析出,该克隆猪的培育过程涉及的现代生物技术除了基因工程和胚胎工程外,还有 。
(2)B过程中,将绿色荧光蛋白基因导入成纤维细胞最有效的方法是 。在导入之前,需要先将目的基因与载体结合以构建 ,这一过程需要的主要工具包括 。为了检测目的基因是否成功插入受体细胞的染色体DNA上,需要采用 技术进行分子检测。
(3)得到早期胚胎后,可通过 技术以获得更多的转基因克隆猪。为了给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境,在H过程之前需要对代孕母猪进行 处理。早期胚胎能够在代孕母猪体内存活的生理学基础是 。
“滔滔”是我国第一例转入人体白蛋白基因的转基因试管牛,人们利用该转基因奶牛的乳汁能生产人类血清白蛋白。
(1)试管动物实际上是体外受精与胚胎移植两项技术的综合运用。体外受精前需要对奶牛的精子进行_________处理,方法是将精子放入一定浓度的_________或钙离子载体A23187溶液中。防止多精入卵的生理反应包括______________和________________。胚胎工程的终端环节是胚胎移植。移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础是___________________________________。
(2)人体白蛋白基因通常可以从基因文库中获取,含有一种生物所有基因的文库称为____________,获得人体白蛋白基因后可以利用________技术进行扩增。基因工程的核心步骤是______________________________。人体白蛋白基因一般利用____________技术导入牛的受精卵中,当受精卵分裂到囊胚期时,需要取囊胚的____________细胞进行性别鉴定,以确保发育成熟的牛能分泌乳汁。
胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指 、 、 。
(2)供体母牛的主要职能是 ;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 。
(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些?
。
阅读下面材料.回答问题:
材料一:世界首匹克隆马诞生,母马生下“自己”:新华网报道.意大利克雷莫纳市繁殖技术与家畜饲养实验室证实,世界上第一匹克隆马“普罗梅泰亚”于2003年在意大利诞生,这也是世界上首例哺乳动物生下它自己的克隆体。在这次研究中,科学家采用了母马的表皮细胞,将其细胞核注入除去细胞核的卵细胞内,检测表明,小马“普罗梅泰亚”的DNA与其生母几乎完全相同,也就是说,“普罗梅秦亚”相当于它生母的同卵双胞胎。科研人员希望利用新技术克隆出的动物能够对疯牛病等具有免疫力,还希望这项研究能帮助人们克隆赛马和其他良种马。
材料二:如图3—9所示.经过胚胎移植,荷斯坦小奶牛具有与供体母牛相似的特性。因此.它对充分发挥优良母牛的繁殖潜力,推广利用优良雌性配子,加速畜群改良等,都有极其重要的实际生产价值,在动物遗传学和繁殖生理学的研究中也具有重要作用.
(1)你认为“普罗梅泰亚”与荷斯坦小奶牛的生殖方式有何不同? ____________________。
(2)“普罗梅泰亚”与荷斯坦小奶牛相比,从进化的角度看哪一个更适应环境?为什么?
________________________________________________________________________。
(3)试管婴儿的产生与上述哪一材料更为相似?___________________.
其产生过程用到哪些生物技术? ________、_________和__________.
(4)材料二中优秀种公牛精液,要经过____________ (生理过程)才具有受精能力,受精卵体外培养到____________阶段,才可进行移植,能否利用一个受精卵得到2个或多个荷斯坦小牛? ____________。如果能,应采用的技术是____________。这一技术是否导致荷斯坦小奶牛遗传物质改变? ____________ 。
下面是以小鼠为对象进行的研究工作,请分析回答问题。
(1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下(光照14h,黑暗10h)饲养成年雌鼠,并注射促进性腺激素,目的是 。然后从雌鼠输卵管中取出卵子,在一定条件下培养成熟;并从雄鼠附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间。再在37℃,5%CO2条件下,精卵共同作用4h,冲洗后继续培养。
(2)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中,由重组细胞发育成小鼠丙,则小鼠丙的基因来源于 。小鼠丙的性状和________非常相似,因为____________________________.
(3)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因 。
(4)在治疗人类疾病时,转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异种移植的供体,此外,随着组织工程技术的发展,通过___________细胞体外诱导分化,也可培育出人造组织器官,从而解决目前临床上存在的供体器官不足的问题。这种细胞是由___________中分离出来的.
右图是牛胚胎分割示意图。请据图回答下列问题:
(1)进行胚胎分割时,应选择发育到 和 时期的胚进行操作。
(2)①指的是 ,②指的是 。
(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有的特点是 。
(4)我国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究,请你谈谈为什么要反对克隆人?
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 ,原因是 。