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。为了使移植的猪皮存活时间更长,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪。其简单流程如图所示:
(1)过程①中形成重组DNA常用的酶有____;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。
【生物——选修3现代生物科技专题】
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________和受精,受精卵通过培养发育为早期胚胎后,再经胚胎移植产生后代的技术。
(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)__________________
________________________________________________________________。
Ⅰ.一对表现型正常的夫妇,生了一个镰刀型细胞贫血症患儿。在他们欲生育第二胎时,发现妻子的双侧输卵管完全堵塞,不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断,过程如图。
请回答:
(1)过程①是指在体外进行的 处理,从而使精子与卵子结合形成受精卵;过程②称为 。
(2)在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③ 进行PCR扩增。然后用Ⅱ对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物。据此判断,Ⅱ是一种 酶。
(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④,据此判断胎儿为 (正常/患者/
携带者)。
Ⅱ.生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、 和 等原理。一般来说,生态工程的主要任务是对 进行修复,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。
从1978年7月25日世界上第一位“试管婴儿”诞生,至今全球试管婴儿数量已达到400万。从1996年7月5日克隆羊“多利”诞生,至今已成功克隆了多种动物。请分析回答试管婴儿与克隆技术的有关问题:
(1)试管婴儿和克隆动物的培育过程中均会用到的生物技术有____________、__________。
(2)试管婴儿和克隆动物的生殖方式分别属于________和________。
(3)培育试管婴儿时,可通过给母体注射________增加排卵数量,从父亲体内获得的精子需要进行________处理,才能完成受精作用。
(4)克隆动物时,将甲个体的细胞核移入乙个体去核的卵细胞中,由重组细胞培育成个体丙,则个体丙的基因来源于_______________________。
(5)请列举一例克隆技术在医药方面的应用__________________________。
人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从血液中提取。应用现代生物科学技术,将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)以上过程涉及到的动物细胞工程技术有 。
(2)在此基因工程中,获取血清白蛋白基因的主要方法有 (至少答两种)。在①进入③之前要构建基因表达载体,这是基因工程的核心,除目的基因外,基因表达载体还必须含有 ,将①导入③的常用方法是 。
(3)图中②一般经过 处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用 作为受体细胞,但要进行去核处理,一般选择在 时期进行。
(4)将⑤送入⑦的最佳时期是 。
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIF Ⅱ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF Ⅱ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,将成纤维细胞置于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。
利用转基因奶牛乳腺生物反应器可生产人的生长激素,根据下图回答有关问题。
(1)基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有 、 以及标记基因等。
(2)在体外受精前,要对精子进行 处理,对于牛的精子常采用 。
(3)图中①过程常采用 ,图中②过程的培养液成分比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、 、氨基酸、核苷酸等成分,以及 等物质。
(4)早期胚胎发育到 才进行移植。
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。该重组表达载体还必须具有 的启动子、终止子以及标记基因等。
(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射______ ____。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__________。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用_________技术。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__________。移植后的胚胎能在代孕母羊子宫中存活的生理基础是 。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htPA基因母羊的羊乳中检测到________ ,说明目的基因成功表达。
(1)基因表达载体含有目的基因、标记基因、启动子和终止子四个部分,其中启动子的作用是 ,而终止子上特殊的碱基序列能够阻碍 的移动,并使其从模板链上脱离下来。
(2)基因工程操作过程中,将目的基因导入植物受体细胞时,一般采用 法,选择 做运载体:若导入动物细胞则采用 法,而细菌作为受体细胞时应用 溶液处理使其成为感受态细胞便于吸收游离的DNA。
(3)动物细胞培养中需要使用胰蛋白酶而不是胃蛋白酶处理分裂能力旺盛的组织或器官,是因为 。细胞培养时培养液中一般需加入动物血清,其作用是 。
(4)胚胎分割技术是指采用机械方法将早期胚胎切割成多个等份,然后经移植后获得同卵双胎或多胎的技术,因后代遗传物质相同,故我们可将此技术认为是 生殖。大量的实验证明同卵多胎成功的概率极低,其可能的原因是 。
人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从血液中提取。应用现代生物科学技术,将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)以上过程涉及到的动物细胞工程技术有 。
(2)在此基因工程中,获取血清白蛋白基因的主要方法有 (至少答两种)。在①进入③之前要构建基因表达载体,这是基因工程的核心,除目的基因外,基因表达载体还必须含有 ,将①导入③的常用方法是 。
(3)图中②一般经过 处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用
作为受体细胞,但要进行去核处理,一般选择在 时期进行。
(4)将⑤送入⑦的最佳时期是 。
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIF Ⅱ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF Ⅱ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,将成纤维细胞置于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。
I(10分,每小题2分)请完成下列(1)~(5)题,每题只有一个选项符合题目要求,将所选选项填写在每小题的横线上。
哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程,只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成程示意图(N表示染色体组)。
(1)据图分析,下列叙述错误的是________
A.次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B.细胞III只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C.II、III和IV细胞分裂后期染色体数目相同
D.培育转基因动物应选择细胞IV作为受体细胞
(2)下列实践活动包含基因工程技术的是________。
A.水稻F1花药经培养和染色体加倍,获得基因型纯合新品种
B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株
D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子性状发生变异的大豆
(3)软骨发育不全为常染色体显性遗传病,基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者,希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是一。
A.首先经超数排卵处理后进行体外受精
B.从囊胚中分离细胞,培养后检测基因型
C.根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎
D.将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫
(4)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中,下列操作错误是一
A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C.将重组DNA分子导人烟草细胞
D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
(5)下列关于转基因生物安全性的叙述,错误的是________。
A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
B.转基因作物被动物食用后,目的基因会转入动物体细胞中
C.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D.转基因植物的目的基因可能转入根际微生物体内
Ⅱ(8分,每空1分)
单纯疱疹病毒I型(HSV-I)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV-1的单克隆抗体可快速检测HSV-1。回答下列问题:
(1)在制备抗HSV-I的单克隆抗体的过程中,先给小鼠注射一种纯化的HSV-1蛋白,一段时间后,若小鼠血清中抗____的抗体检测呈阳性,说明小鼠体内产生了____反应,再从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的________细胞融合,再经过筛选、检测,最终可获得所需的杂交瘤细胞,该细胞具有的特点是________。
(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的________中使其增殖,再从________中提取、纯化获得。
(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV-I蛋白,其原因是该抗体具有_________和________等特性。
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)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5%CO2的气体环境中,CO2的作用是 。
(2)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。
(3)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。
阅读下列材料:英国媒体2007-3-24日报道说,科研人员已经创造出全球首只人羊嵌合体,有望给需要器官移植的患者带来福音。英国《每日邮报》报道说,美国内华达大学教授伊斯梅尔·赞贾尼历经7年研究,最终利用向绵羊胚胎注射人体干细胞的技术,成功培育出一只含有15%人体细胞的绵羊。报道说,科研人员首先从人体骨髓中提取干细胞,然后将干细胞注入胎羊的腹膜中,这样人体细胞就会通过新陈代谢和循环系统进入胎羊体内各个器官。羊羔降世两个月后,就会长出含有人体细胞的肝、心脏、肺等器官。赞贾尼表示,这项技术的最终目的,就是要在绵羊身上培育出可向人体移植的器官。此前,赞贾尼已经成功培育出一个人体细胞占较大比例的羊肝。请回答下列问题:
(1)动物细胞融合是指两个或多个动物细胞 的过程。人羊嵌合体与动物细胞融合是否相同? 。
(2)人羊嵌合体与克隆羊所采用的主要生物技术分别属于 工程和 工程。克隆羊不能用类似植物组织培养的方法进行,只能通过 技术手段来实现。我国已成功克隆了牛、羊等动物。克隆高产奶牛时,采集到的卵母细胞应在体外培养到 期,再用微型吸管吸出 ,然后将培养好的高产奶牛的 注入到去核卵母细胞中,通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞,构建 。
(3)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕生产的过程的相同之处是 ,不同点是 。
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请根据给出的材料回答下列相关问题。
Ⅰ.美国加州的科学家使用了进行试管受精的年轻女性捐献的卵子,以及2名志愿者的皮肤成纤维细胞,成功克隆出了5个人体胚胎,进而可以开发出有研究价值的干细胞。请回答:
(1)上述过程中主要应用到的动物细胞工程技术有 。
(2)在使用合成培养基进行胚胎干细胞培养时,通常需要加入 等天然成分。在细胞培养时,要保证被培养的细胞处于一定的气体环境,所需要的气体主要有 ,如果将此细胞用于检测有毒物质是否引起了细胞基因突变,可用 技术检测是否发生突变。
(3)科学家欲进行胚胎分割移植,选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针进行分割,注意必须对后者的 做到均等分割。
(4)胚胎移植是否成功,与供体和受体的生理状况有关。大量的研究已经证明,为胚胎在受体内的存活提供了可能的生理基础是 。
Ⅱ. 下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答。
(5)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有___________。
(6)上述技术用于白血病人的骨髓移植,且图中患者是A型血(IAi),提供卵细胞的女性是AB型血(IAIB)的,则骨髓移植成功后患者的血型是_________型。
(7)为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞,而不直接用体细胞进行细胞培养? 。