2009年,H1N1病毒肆虐全球,使数以亿计的人患上了甲型H1N1流感,我国政府和科研人员通力合作,很快便研制生产出了甲型H1N1流感疫苗,并且为广大师生免费接种了疫苗。甲型H1N 1流感病毒和以往的流感病毒一样为RNA病毒。请据此流程图回答下列问题:
(1)流程图中涉及到的生物工程技术有[①]基因的剪切拼接技术、[ ]________、[ ]________。
(2)在将抗原决定基因注入奶牛受精卵前,须先将其进行人工改造,也就是给其接上_______和______,否则它不能表达;然后再与运载体结合,才能进行显微注射。
(3)为获得产奶的奶牛,在进行③过程前,要对胚胎进行________,此项技术通常要选用囊胚期的 细胞。
(4)如对扩增出的DNA进行鉴定,可采用的试剂是 ,在沸水浴条件下出现 颜色反应,则为DNA。
《时代》杂志评出的2007年十大科学发现中指出,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干细胞特性的细胞。请回答下面有关胚胎工程的若干问题。
(1)在胚胎发育中,根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为 、 、 三个阶段。
(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。胚胎移植能否成功,与供受体的生理状况有关: ,为胚胎的收集提供了可能; ,为胚胎在受体内的存活提供了可能;而且供体胚胎可与受体子宫建立正常的 ,但移入受体的胚胎的遗传特性不受任何影响。
(3)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由 分离出来的一类细胞。美日科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因送入皮肤细胞,促使普通的皮肤细胞产生变化,最后成为带有 性质的细胞,称为诱导式多能性干细胞(iPS)。在基因工程中,这四个基因称为 ,所利用的病毒称为 。 与借助胚胎提取胚胎干细胞比较,这样获得的干细胞的研究,其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞,不仅避开了长期以来有关生物技术的 方面的争议,也使其来源更加广泛而方便。
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,科学家将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可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 。在培育转基因植物时,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,对 进行改造,或制造一种 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,兔甲称为 体,兔乙称为 体。
下图是用良种羊的细胞通过不同生物工程技术培育转基因羊的简单流程图,请分析回答:
(l)甲、乙两过程所用的卵母细胞均应培养到 时期。
(2)若需在短时间内获得较多的人的生长激素基因,通常采用 技术。为了使人的生长激素基因在羊的细胞中稳定存在并能够表达,在导入受精卵之前需要进行 的构建。
(3)将人生长激素基因导入受精卵的常用的方法是 ,检验该基因是否导入受精卵的方法可运用 。
(4)受精卵或重组细胞通过细胞的分裂和 ,形成早期胚胎。
(5)普通代孕母羊能成功孕育出良种转基因羊的原因主要是代孕母羊对移入子宫的供体胚胎基本上不发生 ,供体胚胎的 在孕育过程中不受影响。
下图为牛胚胎移植的基本程序示意图。请回答下列问题
(1)图中a过程代表 ,b表示受体母牛经人工激素调节后与供体母牛达到 。
(2)供体牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的 ,受体母牛必须具备健康的体质和正常的繁殖能力。
(3)在配种过程中,精子需要经过成熟和 的过程,才能与卵细胞受精,受精作用过程的场所是 。
(4)为了获得核基因型相同的多个胚胎,常采取的方法是 ,处理的时期是 或 。
下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。据图作答:
(1)该图胚胎所处的时期为 ,继续发育会导致 破裂,胚胎从其中伸展出来,叫做孵化。对该阶段胚胎进行分割时要注意将 均等分割。
(2)图中①过程为 。
(3)图中滋养层细胞将来发育成 和 。
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 。
(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。
阅读下面材料.回答问题:
胚胎工程技术包含的内容很丰富,如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与应用2分别获得的小牛,从遗传物质角度分析有何不同: ;
(2)应用2中供体1与优良公牛必须用激素进行 处理,使二者达到相
同的生理状态;
(3)应用1、应用2和应用4的共同点是都利用了 技术,它是胚胎工
程的最后一道工序,该过程一般选择的对象是________;
(4) 应用3中细胞C取自_______________,该类细胞体积小,细胞核大;
(5) 应用4中通过 技术获得的①和②,将发育成同卵双胎。
请阅读下面的有关科技报道,并回答问题:
2001年7月,中山大学附属第二医院黄绍良教授领导的实验小组,利用试管婴儿父母捐赠的受精卵,开始了的胚胎干细胞系。
黄绍良教授和助手何志旭博士把受精卵放在培养液中,7天后,受精卵发育成囊胚。用一个很细的器械插进囊胚,共得到5个内细胞团,分散接种在小鼠胚胎做成的纤维细胞饲养层上。在饲养层上养5天后,有3个内细胞团存活,它们开始克隆性生长。何博士不断地取出克隆细胞,再放在新的饲养层上,一代一代地接着往下培养。他们将3个细胞系分别命名为CHE1、CHE2、CHE3。截至目前,CHE3已传了近40代,CHE1传了近36代,CHE2传了32代,细胞克隆性增长很活跃,并连续传代7个月。
研究者对这些胚胎克隆细胞进行了功能鉴定。用注射器分别将三组克隆细胞注射进有免疫缺陷的小老鼠的皮下,10天后,老鼠注射部位的皮肤开始隆起,长出黄豆大小的包块,包块软软的,越长越大。又过了32天,切开包块发现,里面是一个畸胎瘤,约有一般的土豆大。里面全是人的软骨、神经管、横纹肌和骨骼等,它们毫无规则地生长在一起。
(1)题中提到的“试管婴儿”属于 生殖。
(2)3个细胞系CHE1、CHE2、CHE3的遗传特性 (相同或不同),理由是
(3)题中提到在对胚胎克隆细胞进行功能鉴定时利用有免疫缺陷的小老鼠作为实验对象,你认为如何才能获得这种老鼠?
采用免疫缺陷老鼠而不用正常老鼠做该实验的目的是 。
(4)利用人胚胎干细胞构建人的皮肤等组织、器官的技术属于 工程。
(5)科学家在早期胚胎中发现了干细胞,这些干细胞能在一定条件下通过细胞分裂和细胞分化形成不同的 或 。除了胚胎外,在脐血、骨髓、脑组织等也发现了干细胞,通过进一步的研究,有希望用于患者的组织修复或器官移植。但在进行器官移植时,如果患者细胞表面的蛋白质类物质与移植器官的不相同,则会引起排斥反应。所以最好选用 (患者本人、父母、子女、配偶)的干细胞培育的器官。
请回答下列有关生物技术的问题。
(1)通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是 ,采用抗原—抗体杂交,如果出现 ,则表明目的基因已形成蛋白质产品。可通过
技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。
(2)利用胚胎移植技术大量繁殖良种猪时,首先要对母猪注射 ,以获得更多的良种猪卵母细胞,然后培养到 期,与经过 处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生
反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请回答下列问题:
(1)在培育转基因牛的过程中,需要的工具酶是 ,基因工程的核心步骤是 。在基因表达载体中,目的基因的首端必须含有 ,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。
(2)动物细胞培养过程中,培养环境中除须提供O2外还须混入一定量的CO2,CO2的主要作用是 。为保证被培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境,可以在细胞培养液中添加一定量的 ,以防培养过程中的污染。
(3)单克隆抗体与血清抗体相比较,其最主要的优点在于 。
(4)动物体细胞核移植技术得到的动物,称为 动物,试管动物需要通过 、早期胚胎培养和胚胎移植步骤获得。
(5)生态工程建设所遵循的基本原理有:物质循环再生原理、 原理、 原理、整体性原理和系统学和工程学等原理。
阅读短文,回答问题。
高等动物的后代都是通过两性生殖细胞的两两结合发育而成的。但是随着科学的发展,人们用人工的方法在鱼类和两栖类获得了单性后代。例如,我国著名的实验胚胎学家朱冼教授,用玻璃细丝刺激蟾蜍产生的卵子①,经过多年实验,前后获得的23只无父亲的小蟾蜍②,其中一只小蟾蜍在次年顺利产出了3000多枚卵子③,受精后发育良好,并获得了新一代的小蟾蜍800多只④,这是世界上第一批没有外祖父的小蟾蜍。用这种方法获得的后代,也叫做雌核发育。
(1)卵①产生的分裂方式是___________。
(2)小蟾蜍②的性状和谁相似?______。原因是______________。
(3)卵子③的遗传物质和卵子①的遗传物质是否一样? 原因是_____________________。
(4)新一代小蟾蜍的遗传物质和②中小蟾蜍的是否完全一样? 。
“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养使其发育到如图所示的时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答。
(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是
A 有性生殖 B 组织培养 C 克隆技术 D基因工程
(2)人的受精卵通过卵裂形成大量细胞,这种卵裂的细胞分裂方式为____________。
(3)该图所示的时期是胚胎发育的__________时期。
(4)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术?______________(填序号)
①体外细胞培养 ②人工受精 ③胚胎移植 ④核移植
(5)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是___________,双胞胎的性别是否相同?______________.原因是___________________.
(6)“试管婴儿”技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿”技术,二者在对人类作用上的区别是___________________.
(7)现在大多数人反对设计试管婴儿性别,其原因是_________________。
我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如下图所示。图中字母表示有关技术或原理,请回答:
(1)A处常用的导入方法是 ,绿色荧光蛋白基因应整合到 DNA上。为了检测绿色荧光蛋白基因转录的mRNA是否翻译成绿色荧光蛋白,常用 技术。
(2)去核的卵母细胞应取自培养至 期的卵母细胞,B处操作主要的技术手段是 。
(3)对C所获得的早期胚胎进行 ,可获得多个基因型相同的胚胎,这些胚胎可保存,也可通过 的方法获得后代。
请回答与胚胎工程有关的问题。
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,据图回答有关问题:
(1)“试管牛”技术的操作流程是______________(填字母)。
(2)图中数字标号代表的结构名称是:①______________ ②______________
(3)图中用到的激素是______________,过程h常用的方法是______________。
(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意____________________________。
(5)哺乳动物在自然条件下, 、 和早期胚胎的发育规律是胚胎工程的理论基础。