英国纽卡斯尔大学约翰·伯恩教授领导的研究小组2008年4月1日宣布,他们已从人的皮肤细胞中提取出细胞核,然后将其植入几乎被完全剔除了遗传信息的牛卵细胞或兔卵细胞中,从而培育出半人半兽混合胚胎(如图所示)。该胚胎发育到第三天时已含有32个细胞,研究人员希望它能继续生长到六天,再从胚胎中取出干细胞供医学研究使用。
(1)有人担心此项研究会培育出“牛头人身”式的怪物,而生物学家认为不可能,支持生物学家的理由是_____________________________________________________。
(2)核移植过程中用物理或化学方法如电脉冲激活受体细胞,其目的是______________________
(3)从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_______________________________________________________; ES细胞在饲养层细胞上,或添加___________________的培养液中,能够维持不分化的状态,在培养液中加入_________________________则可诱导ES细胞分化。
2010年10月11日,美国政府批准首例胚胎干细胞(ES细胞)人体临床试验。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(1)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,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______________________。在培养动物细胞时,培养液中加抗生素的目的是________________________。
(2)早期胚胎发育在______________阶段以前的细胞是全能性细胞。胚胎干细胞在 的培养液中,能够坚持不分化的状态。
为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,请根据图示信息回答有关问题:
(1)繁殖E牛时,获能的精子和成熟卵子相遇后首先发生 反应,之后精子接触卵黄膜,并进一步与卵结合,在该过程中, 和 可以防止多精入卵。
(2)培育克隆牛F时使用的不同于试管牛E的生物技术是 ,试管牛E的生殖方式属于 。
(3)对重构卵发育成的囊胚采用 技术,可获得更多基因型完全相同的E牛,该技术具体操作时的注意要点是 。
(4)用来促进B牛多排卵的激素可能是 分泌的促性腺激素。
1997年,我国科学家首次从人胚胎中分离和克隆出人胚胎干细胞,如下图所示,并分化得到多种体细胞。2007年,美国学者成功地利用皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞,并利用皮肤干细胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展,病鼠的血液功能恢复正常,这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗研究的首次尝试。请同答下列问题:
(1)胚胎干细胞是早期胚胎中的 细胞或从 中分离出来的一类细胞,在功能上具有 。皮肤干细胞经诱导能分化得到多种体细胞,其根本原因是 。(每空1分)
(2)胚胎工程的主要技术有 (写出两种)。
(3)与利用人体胚胎干细胞进行疾病研究和治疗相比,利用皮肤干细胞进行医疗研究具有的优势是 等 (只要求写出一点)。
(4)我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究。写出治疗性克隆的意义。 (只要求写出一点)。
请回答下列问题:
(1)卵子和精子发生上的重要区别是卵泡的形成和在卵巢内的储备是在 期完成的,而精子的发生过程是在人体 期后再发生MⅠ和MⅡ。
(2)胚胎发育的阶段:卵裂期(在 内完成)→桑椹胚[这一阶段前的每一个细胞均属 细胞]→囊胚→原肠胚(新形成的由内胚层包围的囊腔是 )→幼体。
(3)胚胎移植技术中供体的主要职能是 ,受体的主要职能是 。
(4)动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,融合后形成的具有原来两个或多个细胞 的单核细胞,称为 。用荧光标记某一动物细胞膜上的蛋白质,再用激光将其中某区域的荧光淬灭后形成漂白区,实验过程及结果如下,该实验表明 是动物细胞融合的基础。
科学家将人的生长激素基因与质粒重组后,导人牛的受精卵,并成功地从牛奶中提取到了人生长激素,操作流程如下图所示,与此相关问题如下。(已知限制酶I的识别序列和切点是 一G↓GATCC一,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是一↓GATC一)
(1)如果用某种生物发育过程中的mRNA反转录产生的 片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做这种生物的 。
(2)基因工程的核心步骤是 。基因表达载体的组成,除了目的基因外还必须有 、 及 。
(3)据图分析,在构建重组质粒的过程中,目的基因用限制酶 (Ⅰ/Ⅱ)进行切割。质粒要用限制酶 (Ⅰ/Ⅱ)进行切割。
(4)获能的精子和卵细胞相遇后首先发生 反应,之后精子接触卵黄膜,并进一步与卵细胞结合,在该过程中, 和 可以防止其他精子入卵。
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解,据图回答:
(1)图中①、②所示的结构分别是______________、_______________,④过程常用的方法是___________。
(2)图示治病的方法叫做_______________________,与一般的异体移植相比最大的优点是____________________。
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与受体必须用激素进行 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。
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进行处理,使其 后才能进行受精作用,这个过程可用一定浓度的 溶液。
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供
气体以维持 。
(3)图中过程A称为 。
请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题:
(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过 和透明带。
(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,当该细胞发育至减数第二次分裂__________期时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明______________过程已完成。
(3)胚胎移植常时用____________激素对供体进行超数排卵处理,经人工授精后可得到 早期胚胎。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质相同的两个新个体,可对发育到 期或囊胚期阶段的早期胚胎进行胚胎分割处理,再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于_________条件下。
新兴生物工程能使免疫学在应用方面更上一层楼,为人类带来福音。一方面新兴生物工程可以为免疫活性物质及疫苗的制备开辟新途径,解决免疫治疗及免疫预防方面的难题;另一方面,新兴生物工程还可以为解决器官移植所面临的供体不足和免疫排斥两大难题提供可能。
(1)利用 技术发展起来的杂交瘤技术,为制备单克隆抗体开辟了新途径,与传统方法获取的同类产品相比,它的显著优点是 ;
(2)干扰素及部分疫苗都可以通过 技术制造的工程菌来大规模生产,如国内应用较普遍的重组CHO乙肝疫苗;
(3)对大面积烧伤病人,借助 技术可获取大量自身健康皮肤用于移植。
(4)通过向供体动物基因组中导入某种调节因子,以抑制 的表达,或设法将之去除,再结合 技术,可培育出无免疫排斥的转基因猪器官;
(5) 的分离和培养成功也为解决上述难题开辟了新途径,因其具有
性,可在体外诱导分化产生各种人造组织器官。
科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(),继而利用细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为,培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为,也可从灰鼠体内取出卵子,通过后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞()可由囊胚的分离培养获得,与细胞同样具有发育全能性,有望在对人类细胞进行定向后用于疾病的细胞治疗。
克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞异常凋亡有关。l-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞淍亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。
请回答:
(1)图中重组细胞的细胞核来自细胞,早期胚胎移入受体子宫继续发育,经桑椹胚、囊胚和胚最终发育为克隆猪。
(2)在过程中可检测出中l-2 的分子数,进而计算总中l-2 的分子数,从而反映出l-2基因的转录水平。
①图中表示过程。
②从基因组数据库中查询l-2 的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成用于扩增,过程第一轮循环的模板是。
如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答:
(1)图中①一般用 处理可以得到③。
(2)为了使乳汁中含有人类血清白蛋白,需要获取仅在 ___细胞中特异性表达的目的基因启动子,在基因工程中,我们称②为 ,能实现②进入③的常用方法是 。
(3)下列A~D中表示④到⑤过程中正确的操作方法的是 ,把⑤送入⑥的最佳时期是 。
(4)④到⑤过程中称为 ⑤的数量能不能太多, 为什么?
(5)⑦是⑥生出的后代,那么⑦的遗传性状是否和⑥相似? ,为什么?
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比,优越性在于 。
(7)为检测人类血清白蛋白是否成功表达在分子水平上可采用________技术
(8)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________。
胚胎移植的基本程序如下图所示(以牛胚胎移植为例),请据图回答:
(1)可给供体母牛注射 激素,促进其超数排卵。
(2)分娩后产生的多个优质后代,其遗传性状是否完全相同?为什么?
。
(3)哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精(多选) ( )
A.精子获能具有差异性 |
B.精子穿越次级卵母细胞透明带触及卵黄膜,导致透明带反应 |
C.精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应 |
D.精子入卵后,触发卵黄膜封闭作用 |
(4)受精有关过程有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。其正确顺序为 (填序号),受精过程的完成,标志着 的开始
(5)若供体母牛具有许多优良性状,可利用体细胞克隆技术加速遗传改良进程,请回答下列有关问题:
①目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 。
②用于核移植的体细胞一般选用 代以内的细胞,原因是 。
③进行胚胎分割时,应选择发育到 时期的胚胎进行操作。
④通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是 。
⑤在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 。
⑥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 。