(12分) 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、Hind Ⅲ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因,筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 (填字母代号)。
A.启动子 B.tetR C.复制原点 D.ampR
(3)过程①采用的操作方法是 (填字母代号)。
A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.基因枪法
(4)为检测人乳铁蛋白是否表达成功,可采用 (填字母代号)技术。
A.核酸分子杂交 B.基因序列分析 C.抗原-抗体杂交 D.PCR
(5)基因工程的核心步骤是
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 。
随着人们生活水平的提高,乳制品需求越来越大,为了扩大生产,提高产崽率,要进行良种牛的培育。下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程,请据图回答:
(1)用 对供体进行超数排卵处理,获得更多的卵母细胞,经受精后可得到早期胚胎。
(2)冲卵实质上是用特定装置将供体母牛子宫内的________冲洗出来。
(3)图中数字标号1代表的结构名称是 。标号3为________,它将来发育为 。
(4)若想同时获得多个完全相同的子代,在胚胎移植前应进行 ,应选在 时期的胚胎进行此项操作,后者进行此操作时应注意 。
(5)受体母牛必须和供体牛属于同一物种。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是
。
【生物――选修3现代生物科技专题】
第三十届奥运会今年在英国伦敦举行,其中的马术比赛被称为贵族的运动,英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种,其数量少,生育力低。现代生物工程能有效提高优质马的生育效率。请回答:
(1)用 激素处理适龄纯血母马,使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。采集的卵母细胞人工培育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
(2)体外受精前要对精子进行一定的处理,使其 。
(3)为取得同卵双胎或多胎,可以在胚胎发育的 期用机械方法将胚胎分割。
(4)随着动物克隆技术的发展,人们可以将纯血马的 移入其他马的__________ 细胞中,将其激活并发育成胚胎,植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功,胚胎的供体和受体应保持 。
(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时,也对人们的传统观念造成极大冲击,我国政府的态度是禁止 性克隆人。
(6)把含有某外源基因的受体细胞培育成为一匹优质马还需要用到的技术有: ___________________________________________ 。(至少写出两种)
请回答胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、__________、________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,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行________处理。另外,培养的卵母细胞需要发育至____________,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和__________。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,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,从而改良奶牛的某些性状。基因工程的核心步骤是____________。
(5)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__________。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_____ ,若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素用 方法检测
(除特别标示外每空1分,共23分)长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:
(1)在犊牛培育过程采用的生物技术是 ,属于 生殖;在“多利”羊培育过程采用的生物技术是 ,属于 生殖。
(2)体外受精前需要对供体公牛的精子进行 处理,方法是将精子放入一定浓度的 或钙离子载体A23187溶液中。防止多精入卵的生理反应包括 和 。
(3)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 ;冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的 冲洗出来。
(4)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。胚胎移植其实质是 。移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础是 。
(5)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有 ;若要进行性别鉴定,需要取1-3中的[ ]
细胞([ ]内填标号, 上填文字),它将来可发育为 。
(6)重组细胞经过发育,要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用 技术。在进行该技术操作时,要注意将囊胚阶段胚胎的内细胞团进行 ,否则会影响
。
(7)我国禁止克隆人,请你谈谈为什么?(至少写出两条理由)
。
[生物选做题]
科学家运用胚胎移植技术培育试管牛时,首先用激素促进良种母牛多排卵,然后进行体外受精和培育,最后把胚胎送入母牛子宫内,孕育成小牛产出。试分析回答:
(1)体外受精属于生物工程中的 工程领域,该生殖方式属于
(2)题干中“激素”可能是 分泌的 (蛋白质类)。
(3)为探索该激素对卵巢的作用,现提供如下材料,请设计实验完成之。(蛙卵巢活动可通过检查泄殖腔内含有卵子的情况来分析)
A.材料用具:小青蛙若干, 2ml 注射器 2 支,小铁丝笼若干,用生理盐水配制的该激素溶液等。
B.方法、步骤:
①饲养小青蛙至性成熟后,选择 基本相同的若千只雌蛙,分成两等组。
②注射1ml的激素溶液,放人小铁丝笼单独培养,并记上“实验”标签。
③另一组蛙作为对照组,每只在相同部位注人 ,放入小铁丝笼,与
实验组在相同条件下单独饲养,并记上“对照”标签。
④相同时间后,检查每只蛙的泄殖腔内是否有卵子,并 。
⑤记录实验结果并分析。
C.请设计一个实验数据记录表
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(如下图):
请根据图示信息完成问题:
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的技术手段有_____________________等。
(2)用来促进B牛多排卵的激素可能是___________分泌的促性腺激素。E牛和F牛的性别分别是___________和__________。
(3)产生F牛的理论依据是______________________,其生殖方式属于___________。
(4)要培育高产奶率的转基因牛,则目的基因的受体细胞一般是___________,转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的细胞器有___________等。
现有A和B两个肉牛品种,A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质,B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
(1)如果要获得一头克隆牛,使其细胞由A细胞核和B细胞质组成,基本步骤是,从A品种牛体内取出体细胞,进行体外培养。然后再从培养细胞中取出 注入B品种牛的 卵母细胞,经过某处刺激和培养后,可形成胚胎,该胚胎被称为 ,将该胚胎移入代孕母牛的 中,通过培育可达到目的。
(2)克隆牛用到的生物技术有 、 (写出其中2种)
(3)克隆牛的产生说明 具有全能性。利用克隆技术培育良种牛时,如果多个供体细胞来自同一头牛,培育出的多个牛犊个体在性状上也不完全相同,分析其原因,下列正确的是 (多选)
A.性状变异可由环境条件引起
B.基因可能会发生突变
C.受体细胞的细胞质基因不同
D.细胞核基因发生了重组
(4)由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比,杂交牛细胞核的遗传物质来自 个亲本,细胞质来自 性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成 (相同,不同)。
利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。2005年青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定,该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品,造福人类健康。下图为利用生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程,据图回答:
(1)在基因工程中,A表示 ,B表示 。
(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心,在构建过程中需要的工具有
,一个完整的基因表达载体至少包括哪些部分
。
(3)在②过程中一般采用 技术将目的基因导入受体细胞,一般选用山羊的 作为受体细胞,通常采用 技术检测外源基因是否插入了山羊的基因组,在研制乳腺生物反应器时,应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。
(4)将目的基因导入棉花细胞中一般是采用 方法,要确定目的基因导入成功后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,请写出在个体水平上的鉴定过程
。
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)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。
一对健康夫妇生下一男婴,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男孩且患血友病,遂引产。于是夫妇俩到广州中山医附属一院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎,抽取每个胚胎1-2个细胞检查后,选两个胚胎移植,最后一个移植成功,出生了一健康女婴,她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 ,不同点在于_______________________________。
(2)如果B、b表示血友病基因或正常基因,则父、母亲的基因型分别是___________、_________。如果该夫妇再生一男孩,患血友病的概率是_________。
(3)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最理想的胚胎,其基因型应该是____________。自然状态下,出现这样的胚胎的概率是____________。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。
(4)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
Ⅲ.我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究,而美国国会反对治疗性克隆。请你谈谈为什么要反对克隆人?
人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用
正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外,还可以从处死的雌鼠 中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为 ,质粒作为 ,二者需用 切割后连接成重组载体,该过程与质粒上含有 有关。
(3)子代大鼠如果 和 ,即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达,然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中,所用到的主要胚胎工程技术是
、 和 。
完成关于“试管牛”培育的几个问题:
(1)刚刚排出的精子,不能立即与卵细胞受精,必须在雌性动物生殖道或体外类似于生殖道理化条件下发生相应的生理变化后,才能获得受精能力,这一现象叫___________。
(2)生产上常用___________激素促进雌性动物排卵,该激素由___________器官分泌。
(3)受精后的卵细胞在培养液中进行培养,形成了一个约32个细胞的小胚胎,此时,受精卵大约经历了___________次细胞分裂,培养液必须含有的不同于植物组织培养所用培养基的成分是___________。
(4)试管牛培育过程涉及的工程技术手段主要是 。
(5)在试管牛的早期胚胎中,有一部分细胞具有发育的全能性,这类细胞称为 ,,若将这些细胞植入牛的病变器官,可用于 。
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)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_______处理母羊以获取更多的卵(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。