人的血清白蛋白在临床上需求量很大,通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)
等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下:
a.将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞,形成重组细胞①;
b.取出重组细胞①的细胞核,注入去核牛卵细胞中,形成重组细胞②;
c.电脉冲刺激重组细胞②促使其形成早期胚胎;
d.将胚胎移植到母牛的子宫内,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)重组细胞①和②中 (①/②)实现了基因的重组。
(2)在实验过程a中要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是 。
(3)实验过程b利用的技术是 ,胚胎工程操作中最后环节是
(4)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成小牛,这些小牛的基因型(相同/不同),理由是 ,此项技术称为 。
(5)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(ES细胞),培养如下: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。培养过程中作为饲养层的是 细胞。
(6)哺乳动物的胚胎的营养液成分较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及 等物质
2010年10月4日英国剑桥大学的罗伯特·爱德华兹教授荣获该年度的诺贝尔生理医学奖,授予理由是“他使试管受精技术用于治疗不孕症成为可能,为占总人口比例超过10%的不孕夫妇带来了福音”。胚胎工程等生物工程技术正在改变着人类的生活。请回答下面相关问题:
试管婴儿的奥秘,通俗地说就是改变精子和卵子的相遇方式及场所,通过诱发
与 在体外培养皿中完成受精作用。用来培养受精卵的营养液除水和无机盐以外,还需添加 等物质。体外受精及培养过程需在 ℃条件下及无菌环境中进行。母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生
,这为胚胎在母体内存活提供了可能。为了确保受孕成功常根据母体年龄及健康状态移植 。现在大多数人反对设计婴儿性别,原因 。
人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从人血中提取。如果应用现代生物科学技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1) 下列现代生物技术手段中哪些是上述过程没有涉及的(2分) ( )
A 基因工程 B.动物细胞培养 C.体外受精
D.核移植技术E.体外早期胚胎培养 F.胚胎分割 G.胚胎移植 H.动物细胞融合
(2) 荷斯坦奶牛组织应来自 (1分)(雌性或雄性)个体,②分散成萆细胞一般需使用 处理,细胞在培养过程中往往需要的适宜的气体环境是 ,培养液中还需加入抗生素,其目的是 (1分)。
(3) 获取①需要用到的工具酶是 (1分),若在体外大量扩增①可采用 (1分)技术;若要检测③中是否存在①可采用 (1分)技术。
(4) ③剞④付稃中去等精的卵细朐一般来自于屠宰场收集的牛卵巢,需在体外培养至 (1分)(填时期)再去除细胞核。
(5) ⑤发育至 (2分)期移植到⑦最为适宜,⑦能否成功产下⑧的关键在于 (2分)。
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__________,并通过培养发育为_____________后,再经_____________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)。______________。
(5)人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物,,在基因工程操作的基本程序中,基因工程的核心是______________,科学家利用基因工程技术,使转基因动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立的生产生长激素的乳房生物反应器,即:科学家将_____________重组在一起,通过______________等方法,导入哺乳动物的受精卵中,然后,将受精卵送入母体内,使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物。
分析回答有关生物工程中的问题:
日本下村修、美国沙尔菲和美籍华人钱永健因在研究绿色荧光蛋白(GFP)等方面的突出贡献,获得2008年度诺贝尔化学奖。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图.据图回答:
(1)绿色荧光蛋白基因在该实验中是做为________基因。图中通过过程①、②形成重组质粒,需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性内切酶I的识别序列和切点是—G’GATCC—,请画出质粒被限制酶I切割所形成的黏性末端的过程:________________________
_________。
(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是_______________ ___。
(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是_______________________。
(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白,黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是(用数字表示):_______ ___ 。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)④表达出蓝色荧光蛋白。
(5)在培养重组细胞时,培养液中通常含有_____________、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。
(6)以上培育过程中应用到的生物技术有_________________________________等(至少答出三项)。
下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程.请回答下列问题:
(1)A细胞是 ,在进行体外受精前要对精子进行 处理。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到 时期的胚胎进行操作。
(3)原肠期的主要特点是 。
(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 。通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是 。
(5)在胚胎移植前,应采用药物促使受体母牛和供体母牛 ,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。
(6)人类胚胎发育过程中细胞分化开始于 阶段。
下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图完成下列问题:
(1)填出图中字母所代表的结构名称:
A________;B________;C________;D________;
(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称:
甲________;乙________;丙________;进行乙过程时,所取的样本是________。
(3)进行甲过程时,所使用的基本仪器是________,本过程的技术关键是________。
(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功,但仍然存在一些问题,如__________________等,同时很难取得同卵多胎,成功率较高的是________。
胚胎移植的基本程序如图(以牛胚胎移植为例),请据图回答:
(1)对供体母牛、供体公牛的要求是_________。
(2)同期发情处理的方法是________,冲卵中的“卵”是指________。
(3)哺乳动物受精过程有下列中的________机制阻止多精子入卵受精(多选)( )
A.精子获能具有差异性 |
B.精子穿越卵子透明带触及卵黄膜,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。其正确的顺序为________(填序号),受精的标志是________________。
(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______________________________________________________________________。
干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官的潜在功能,医学界称之为“万用细胞”。科学家普遍认为:干细胞的研究将为临床疾病的治疗提供更广阔的应用前景。
(1)干细胞之所以有再生各种组织器官的潜在功能,主要原因是由于细胞中含有 。干细胞在一定条件下可通过 形成不同的组织和器官。
(2)你认为干细胞的研究成果可以用于哪些疾病的治疗? 。
(3)某女性血友病患者的父亲和外祖父都是血友病患者,母亲正常。若通过改造造血干细胞的方法治愈了她的疾病,则她的儿子最可能的患病情况是: 。
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)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有 、
(至少写出二项)。
(2)和受精有关的过程有: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。
其正确的顺序为 (填序号)。
(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)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有 ;图中标号3为 ,它将来可发育为胎膜和胚盘。
(5)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。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜 。
(6)试管牛E的性别为 ,克隆羊多利的性状和 最接近,原因是 。
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,据图回答:
(1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有 。
(2)在基因工程中,我们称②为 ,在②进入③之前要用 等工具来构建基因表达载体,能实现②进入③的常用方法是 。
(3)图中①一般经 处理可以得到③,从③到④的过程中一般用未受精的卵子去核后作为受体,不用普通的体细胞,原因是 。
(4)从A—D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法 ,把⑤送入⑥的最佳时期是 。
(5)⑦是⑥生出的后代,但⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似的原因是
,如果②的数量太少常用 来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体组成是 。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物的优越性在于
。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 。
下图表示干细胞的三个发育途径。据图回答下列问题:
(1)由A细胞形成的B细胞仍然保持着其特有的_______能力,A细胞到C细胞的过程是由_____________控制的。
(2)若D细胞是胰腺细胞,则结构⑦所起的作用是
。
(3)A细胞分化成D细胞的
根本原因是 。
(4)若D细胞是正在衰老的细胞,该细胞中结构⑧发生的变化是
。
(5)由A细胞到形成多个卵细胞的过程,则必须经过细胞的__________分裂。
(6)用丙酮从D细胞中提取磷脂,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得的单分子层面积大于D细胞表面积的2倍。理由是_______________。
让羊产牛奶,科学家对此做了相关的构想,过程如下图所示。请根据图完成相关问题:
(1)图中涉及的现代生物技术有 。(写出三种)
(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现 (填“相同”或“不同”),你的理由是 。
(3)若研究发现羊N细胞中线粒体发达,故而它的产奶率高,则小羊a会有这一优良性状吗? ;你的依据是 。
(4)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合,以获得新物种“羊—牛”,你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构思? ;你的理由是
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
转化成为具有胚胎细胞特性的细胞。这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德
争议,另一方面也使得干细胞研究的来源更不受限。请回答下列有关胚胎工程的若干问题。
(1)人类的胚胎发育过程中,细胞分化开始于 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。其生理学基础主要有哪些? 、 (至少答出两点)。
(3)美日科学家利用病毒分别将四个基因导入皮肤细胞,促使普通的皮肤细胞产生变化,
最后成为带有胚胎干细胞性质的细胞。在基因工程中,这四个基因称为 ,在基因工
程中常用的工具酶有 。
(4)在胚胎工程中可以利用连续胚胎细胞核移植的方式培育动物,该技术的优点是
。