请回答基因工程和胚胎工程方面的问题:
(1)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是________,基因表达载体的构建,_________和目的基因检测与鉴定。
(2)某研究所为了使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,将人干扰素基因整合到适合的载体,现将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_________,为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是_________。
(3)在胚胎工程的操作中,冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的_________冲洗出来;最适合做胚胎移植的时期是胚胎发育的____________。
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,其方法通常采用 和 。处理后的精子与卵子放在含有 的同一培养皿中完成 。然后将受精卵移入发育培养液中继续培养,检查 和发育能力,待发育到桑椹胚或囊胚时,分别对多个胚胎的细胞进行 ,选择出 的胚胎植入母亲 内,避免遗传病孩子出生。除上述方法外利用经过 作载体正常基因转入有上述遗传病患者的肺组织中,达到治疗目的的方法叫做 (体外,体内)基因治疗。
胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(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在___________________________中___________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的 以维持细胞呼吸外,还需要提供______气体,其作用________________________。
(3)图中过程A称为____________,它在胚胎工程中的意义在于___________________________________
__________________________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,需将目的基因导入牛受精卵,获得转基因母牛后,如果____________________即说明目的基因已经表达。
阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎课在不同个体的体内发育。
回答下列问题:
(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物是,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。
(2)材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,制造一种 ,或对 进行改造的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔乙称为 体,兔甲称为 体。
下图表示利用胚胎干细胞(简称ES细胞)所作的一系列研究,请据图分析回答:
(1)过程I表示胚胎干细胞的体外培养,在培养液中需要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸以及天然成分____等物质,通过培养将获得遗传物质稳定的细胞群体,我们称之为________。
(2)过程II表示将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素,这项研究利用了胚胎干细胞具有____的特点。在哺乳动物胚胎发育过程中,囊胚将进一步发育成 。
(3)过程III中的褐毛基因转入胚胎干细胞前需构建 ,需要的工具酶是 。
(4)克隆转基因小鼠常用的技术手段有 、细胞培养和 。
羊绒素有“软黄金”之称,内蒙古绒山羊和辽宁绒山羊是我国的两大产绒品种。我国生物学家运用现代生物技术培育出了转基因克隆绒山羊,其过程如下图所示:
(1)在辽宁绒山羊细胞中获取的IGF-I基因在导入胚胎干细胞之前须________,这是基因工程操作的核心步骤,该操作过程必需的工具酶是________,将IGF-I基因导入胚胎干细胞最有效的方法是________
(2)转基因胚胎干细胞培养过程常在培养液中加入一定量的________,以防培养过程中的污染;同时在使用合成培养基时,为保证细胞正常生长,在培养基中还要添加________等天然成分。
(3)干细胞经扩大培养诱导分化为早期胚胎,随后即可植入________的代孕母羊体内。为提高胚胎利用率,还可以采用________技术以获得更多的转基因克降绒山羊幼仔。
(4)请列举至少两种转基因克隆绒山羊培育过程中采用的现代生物技术: ________
下图为利用生物技术获得生物新品种的过程。请据图回答:
⑴图示A→B过程的目的是 。
⑵过程③通常用 处理,可达到超数排卵的目的;为使过程④中的受体生理状况适宜,可用激素对受体进行同期发情处理。若要同时产生多个相同的转基因牛,常用到 技术。
⑶在构建的抗病基因表达载体中,除了目的基因和标记基因外,还应具有_ _ _ 。⑥过程的常用方法是__ ______。
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抗原可引起免疫排斥反应。如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因(Anti)“反向处理”,并人工 合成reAnti基因,转入猪成纤维细胞,培育成转基因克隆猪的过程示意图,请据图回答问题。
(1) Anti基因的表达产物定位在 上,可被 识别,引起免疫反应。
(2)若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内表达,应在人工合成的reAnti基因的首段连接________。
(3)Anti基因的mRNA为…AUCGCCCG…—OH。将Anti基因“反向处理”后,人工合成的reAnti基因的模板链为…ATCGCCCG…—OH,分析可知,Anti基因与reAnti基因的mRNA可发生碱基互补配对形成______,从而抑制了Anti基因表达的_______过程。
(4) 培养猪胎儿成纤维细胞,要将培养瓶置于含________的混合气体培养箱中进行培养。
(5) 过程③表示通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核,此时的卵母细胞处于减数分裂的 时期。微型吸管除了将细胞核吸出外,往往还要将________一并吸出。
我国已实现部分“胚胎工程产业化 ”,如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程,a~h为操作过程,请回答下列问题:
(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是____________(填字母),d操作的名称是___________,h操作的核心是 ,将外源基因导入受精卵的方法是____________________。
(2)图中数字标号代表的结构名称是①________________,②________________,③____________。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到______阶段的早期胚胎进行分割处理,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意_____
(3)图中用到的激素是_______,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______
2012年4月,世界首例转乳糖酶基因奶牛“克拉斯”在我国内蒙古大学生命科学院生物制造重点实验室诞生。2011年5月,科研人员在一头黑白花奶牛(甲)怀孕45天的一个胎儿(乙)中提取成纤维细胞,然后用病毒作运载体把乳糖酶基因转到该细胞中,接着再将该细胞注入到去核的卵母细胞中,再在体外将该杂合细胞培养成早期胚胎,然后将胚胎移植到代孕母牛(丙)的子宫内,283天后,代孕母牛正常分娩,“克拉斯”就此诞生;科研人员预期,“克拉斯”所产的牛奶中,乳糖含量将大大降低,这样的牛奶适合于乳糖不耐症的人群的饮用。
(1)人类婴幼儿时期以乳汁为食,此时小肠上皮细胞是能够产生乳糖酶的,但成年后乳汁摄入很少,尤其在亚洲人群中,乳糖酶基因的表达受到抑制,这体现了基因表达在 上的差异。
(2)“克拉斯”是否是一头真正的转基因牛,要对其进行检测,检测的原理是 。
(3)“克拉斯”转入的目的基因是 ,该基因只在 细胞中表达,其表达产物能催化乳糖水解为 ;克拉斯的绝大多数遗传信息来自于 (填甲或乙或丙)。
(4)将早期胚胎移植到代孕母牛(丙)子宫内时,必须对丙注射 ,使其子宫适合于胚胎的着床,原肠胚时期的 细胞发育为胎膜和胎盘,可与子宫建立正常的生理和组织联系。
(5)“克拉斯”的培育过程涉及的生物技术有 、 、 。
下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,请分析回答:
(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的生物技术有 和 。
(2)供体牛(C牛)的主要职能是 ;受体母牛(D牛)必须具备 。
(3)生产上常用 期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体,可以使用 技术。
吉林大学农学部奶牛繁育基地成功培育出的一头携带转人赖氨酸基因的克隆牛“织女”,其过程如下,请据图回答问题。
(1)克隆牛“织女”的诞生过程中涉及到的细胞水平的现代生物技术主要有:________________________ (至少答出两项)
(2)实施基因工程包括四个基本操作步骤,其核心步骤是_________________。在这一过程中处理目的基因和载体的限制酶一般是同一种,目的是____________________________。
(3)从④到⑤的过程可获得较多的遗传同质早期胚胎,常采用的方法是进行__________。
把⑤送入⑥孕育形成⑦之前,对⑥的处理方法和目的是___________________。
(4)⑦可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类转基因动物被形象地称为“_________”。
为取得生产效率,在早期胚胎培养时可以对要移植的胚胎提前进行______________鉴定。
请回答下列有关细胞工程和胚胎工程的问题:
一对健康夫妇生下一婴儿,一岁时脑出血死亡,二年后女方怀孕6个月时,经羊水及脐带血诊断为患血友病,遂引产。于是夫妇俩到医院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎,抽取每个胚胎]—2个细胞检查后,选两个胚胎移植,最后一个移植成功,出生了一健康婴儿,是我国第三代试管婴儿。请回答:
(1)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__________________,不同点在______________________________________________
(2)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后,可通过观察___________判断早期胚胎的性别,你认为医生应选用_____________性胚胎进行移植。应用现代生物技术,现在人们已能够选取更理想的胚胎。自然状态下,该夫妇出现更理想的胚胎的概率是_____________。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。
(3)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这两个问题。下图是治疗性克隆的过程图解:
I.请在上图中横线上填上适当的术语:①____________;②________________
Ⅱ.上图中的③④表示的生理过程是_________________________________
下图表示我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程。
请据图回答下列问题:
(1)上述过程涉及的现代生物工程技术,属于分子水平的是___________,其核心步骤是_______________。
(2)若要获得单个的成纤维细胞进行培养,需用___________处理猪胚胎的部分组织。
(3)E过程中若要获得大量的卵母细胞需用___________激素处理成年母猪。
(4)H过程的名称是______ ___,所选择的胚胎一般处于_______ 期较合适。
(5)经过培养得到早期胚胎后可以用胚胎分割技术以获得更多基因型______ (相同/不相同)的转基因克隆猪胚胎,且在进行H过程之前,需要对代孕母猪进行___________处理,以给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境。
请回答下列有关生物科技方面的问题:
(1)应用 工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过 、早期胚胎培养、
以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要在体外成功获得 ,需要对 进行处理,使其获能。另外,培养的 需要发育至减数第二次分裂的中期。在体外早期胚胎培养时,除了给予一定量的____ 以维持细胞呼吸外,还需要提供__ __气体以维持___ _。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用 处理可使其一次排出多枚卵母细胞。
(4)利用基因工程可以获得“转基因牛”。若要研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,构建基因表达载体时必须在 基因前加入 基因及其启动子。
(5)利用 技术可获得“克隆牛”。转基因克隆牛能提供异体移植器官,从而为解决器官移植中的 等问题提供途径。