[生物——选修3现代生物科技专题]
目前,科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗,如器官移植、基因治疗等。请回答下列问题:
(1)人体器官移植面临的主要问题有________________________和免疫排斥,目前临床通过________________________通过抑制________________________的增殖来提高器官移杆的成活率。
(2)EK细胞来源于囊胚期的________________________细胞或胎儿的原始性腺,也可以通过________________________技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。通过对患者的EK细胞进行________________________,可培育出人造组织器官,进而解决免疫排斥问题。
(3)人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植,但小型猪器官表面的某些抗原决定簇仍可引起免疫排斥。目前,科学正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造,在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的________________________,作用是________________________。
(4)基因工程技术还可用于基因治疗。在进行体外基因治疗时,最有效的转化方法是________________________;在进行体内基因治疗时,采用的载体应该是________________________。
[生物——选修3现代生物科技专题](15分)
胚胎移植的基本程序如右图,据图回答下列问题:
(1)对供体母牛、受体母牛进行的①处理是 。处理的方法是 。
(2)在哺乳动物的受精过程中,有哪些机制可以防止多个精子入卵受精 。
(3)在输卵管内,次级卵母细胞的减数第二次分裂是在 过程中完成的。判断卵子是否受精的重要标志是 。
(4)冲卵之后要进行质量检查,这时的胚胎应发育到 阶段。
(5)哺乳动物发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,同种动物的供、受体 是相同的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。供体胚胎移入受体后可与受体子宫建立 ,但移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中 。
(6)②处理是 。
(7)在胚胎工程中通过任何一项技术,如 等技术获得的胚胎,都必须移植给受体才能获得后代。
小鼠基因敲除技术2007年获诺贝尔奖。80年代初胚胎干细胞的分离和体外培养的成功奠定了基因敲除的技术基础,87年Thompsson首次建立了完整的ESC基因敲除技术的模型,此后几年中基因敲除技术得到了进一步的发展和完善,其技术路线如下。
①胚胎干细胞的获得;
②构建重组基因表达载体;
③用一定方法把重组DNA转入受体细胞内;
④用一定培养基筛选已击中的细胞;
⑤将击中的细胞转入胚胎,通过胚胎移植使其生长为转基因动物,然后对该动物进行形态观察和分子生物学检测。
异源抗体用于人体容易发生排异反应,若将动物抗体分子基因敲除,代之以人的抗体分子基因,那么人源抗体的产生将迎刃而解。根据上述材料回答下列问题:
(1)构建重组载体过程中,为使导人的目的基因能完成表达,需要在目的基因的首端和尾端各插入 ;
(2)上述过程中所需的胚胎通常通过供体获得,再将处理过的胚胎移植到受体内培养,则胚胎移植前要对供体和受体进行 处理,若想培养出多个性状表现一致的个体,可通过 技术;
(3)应用基因敲除技术可让动物生产人源抗体,通常可将从动物体内提取的细胞的抗体分子基因敲除,代之以人的抗体分子基因,然后将该细胞通过细胞融合技术与骨髓瘤细胞融合,再通过 、 等过程筛选出能产生人源抗体的细胞群,再在培养液或小鼠腹腔进行培养,从而获得所需抗体;
(4)用培养基筛选重组载体是否已击中细胞,方法之一是启动子缺失筛选法:原理是在重组载体的目的片段中插入一个启动子缺失的正向选择基因,同时目的基因片段也不包含该基因的启动子序列。若基因载体和细胞基因组发生同源重组,则正向选择基因可以在靶位点基因启动子的作用下得以表达,使阳性细胞具有G418抗性(G418是一种细胞毒性药物,对细胞有抑制或杀伤作用),从而从培养基中得到所需要的阳性克隆细胞,根据上述原理筛选导入成功的细胞的基本方法或过程是 。
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2006年12月26日,国内首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪在东北农大降生,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___________。
(4)培育绿色荧光蛋白转基因克隆猪的遗传学原理是___________。
(5)图中决定克隆猪性别的生物个体是___________。
(6)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。
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下图示牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是 、 、 。
c过程的实质是 。
(2)胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,为了提高胚胎的利用率,常采用的方法是 ,处理的时期是 。
(3)胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。除题中所述外, 、
等技术获得的胚胎也必须移植人受体才能获得后代。
(4)当今的生物技术是综合技术,有些生物技术离不开胚胎移植,在应用于我们人类时,引发了伦理争论,请举出与些有关的两项生物技术: ,
。
利用建立的诱导体系能够高效地诱导胚胎干细胞向胰岛β细胞的分化。据此回答有关该项研究工作的一些问题:
(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的 ,取出的干细胞要进行__________________,这个过程需要向培养液中加入诱导物。两周后,镜检发现培养的细胞呈胰岛样细胞的变化,这一过程称为________________。随后,又进行了一系列实验,以检测该细胞是否具有胰岛β细胞的生理功能。
(2)胰岛素释放实验:控制培养液中___________的浓度,检测细胞分泌的胰岛素的量,图18示实验结果,据此分析干细胞诱导成功。得到此结论的依据是_________________________________。本实验还可通过_________技术制备抗胰岛素抗体以检测胰岛索的分泌量。
(3)体内移植实验:将该细胞移植到____________小鼠体内,测 含量,结果如图19所示。胰岛素移植实验是否支持胰岛素释放实验的结论?______________。在进行细胞移植时需用同一品系的小鼠,其目的是__________________ _______。
(4)胰岛β细胞是胰岛组织中分泌胰岛素的细胞,胰岛α细胞分泌________在这些激素的共同作用下,维持机体内血糖浓度___________________
(5)本研究的意义:___________________________________________ ___ 。
人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取。如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下:
I.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;
II.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;
III.电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎;
IV.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)一般情况下,良种奶牛所排出的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,通
过 的方法可以获得更多卵母细胞。
(2)步骤I中,在体外受精前,需要对精子进行 处理。受精过程中防止多精入卵的生理反应包括 反应和卵黄膜封闭作用。
(3)步骤II中,将目的基因导入受精卵最为有效的方法是 。导入前,需要
将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤属于基因工程操作“四步曲”中的 。
(4)实验步骤III中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素和 。
(5)若需迅速得到大量转基因奶牛,可采用下列处理方法:
在步骤IV中将早期胚胎分离成若干个胚胎,让其分别发育成一头小牛。进行上述操作时,应选择发育至 阶段的胚胎进行操作,分割时必须注意要将早期胚胎中的 均等分割。
【生物——现代生物科技专题】
I.请据图回答下.列问题:
(1)将目的基因导入受体细胞,并在受体细胞内维
持稳定和表达的过程称为转化,我国科学家独
创的一种转化方法是___ _。
(2)利用 技术可以获得大量的
目的基因,、该技术利用DNA复制的原理,将基
因的竣纾酸序列不断加以复制,使其数缝呈指数增长。
(3)图中__ __ 位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位。抗生素基因的作用是作为_ ___,用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因。
Ⅱ,下图是牛胚胎分割示意图,请据图回答问题:
(4)进行胚胎分割时,应选择发育到 时期的胚进行操作。
(5)在对胚胎进行分割时,应注意 ,以免影响胚胎的恢复和进一步发育。
Ⅲ.科学家从无限增殖的细胞中分离出细胞质基因中的无限增殖调控基因(prG),该基因能激发许多动物细胞的分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。
(6)制备单克隆抗体常用的动物细胞工程技术手段有___
和 .
现代生物科技专题:
2009年7月 ,国际权威科学杂志《自然》在线发表中国科学家的一项研究成果:将iPS细胞(诱导性多能干细胞),注射到小鼠四倍体囊胚中,通过培养,最终得到了具有繁殖能力的小鼠,从而在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性。过程如下图。请据图回答:
⑴将病毒基因导入黑鼠皮肤细胞之前,要用 等工具酶来构建基因表达载体,导入常用的方法是 ;
⑵图示过程涉及的生物技术主要用细胞培养、 、 ;
⑶由图示可知,四倍体囊胚在iPS细胞的发育中所起的作用是 ;
⑷如果将该项研究成果用于人类器官移植,与使用胚胎干细胞相比,iPS细胞优势是
胚胎工程技术包含的内容很丰富,下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题:
(1)应用1中获得的小牛,其遗传物质来源于__________,为一次获得多个细胞B,往往需要向供体2内注入的是促性腺激素,丽不是性激素,原因是______________________________________________________________________。
(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养,其目的是_______________。
(3)通过应用2获得小牛,涉及到胚胎工程的最后~道“工序”是_________。
(4)应用3中的细胞D取自囊胚的__________,细胞C取自牛胎儿的__________。
(5)应用4中获得二分胚①和③,移植到受体牛中得到两只小牛,两只小牛的性别是__________。
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。
(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____________。
某女性患有输卵管阻塞和色盲,借用别的女性的卵子,一次生殖过程中生出的两个男孩,如图所示,请分析回答:
(1)过程Y的细胞分裂方式是_____。
(2)若这两个男孩分别在两个自然环境不同的地区长大,写出两者的一个相同性状__________;写出两者的一个不同性状__________。
(3) 过程X和过程Y所采用的生物学技术是_______、_______;_______(生物技术)是甲、乙产生的最后一道工序。
下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)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意____________________,原因是____________________。
[生物----现代生物科技专题]
下图是利用生物工程技术生产治疗心脏病药物tPA的过程示意图,其中①、②、③、④、⑤表示过程。请据图分析回答:
(1)重组tPA基因时,过程①需要用_____________分别切割运载体和目的基因,运载体的黏性末端与目的基因的黏性末端是通过_______________酶结合的。
(2)图中的②过程选择受精卵作为tPA基因受体细胞的主要原因是________________。体外形成羊受精卵必须在______________的作用下排卵,然后进行_________________。
(3)在③过程培养重组细胞时,培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和________________等。
(4)如要通过④过程产生大量基因型相同的克隆羊,则该过程需要采用的技术主要有细胞核移植和________。细胞核移植时,受体细胞要用__________期的卵母细胞。
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,请据图回答有关问题:
(1)图中数字标号代表的结构名称是①_____②_____(每空1分)
(2)图中用到的激素是__________。
(3)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意______________________________。
(4)受体母牛必须和供体牛属于_____。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_________________________。