阅读下列材料.回答问题。
我国首家“生命银行” 协和脐血干细胞自体储存库已正式向市民开放。家长可把孩子出生时的脐血放在这里保存,当孩子日后万一患血液病或恶性肿瘤时,便可取出脐血为他移植治疗。据介绍,目前比较成熟的研究成果表明,脐血中含有大量未成熟的造血干细胞,将脐血干细胞移植,对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病治疗具有疗效。与骨髓干细胞移植相比.脐血移植属自体移植,不会因寻找适合骨髓的等待而延误治疗时机,且排斥反应很小,医疗费用也较低。此外,脐血移植作为恶性肿瘤治疗的辅助疗法,能明显减轻化疗、放疗所引发的不良反应。
(1)留下脐血,主要是脐血中含有大量 的造血干细胞。从免疫学角度分析,脐血自体移植的优点是 。
(2)观察下图可知,血液和淋巴中的各种细胞都是从 分化而来。其中能产生抗体的细胞是 。
(14分)下图为精、卵相遇示意图。请根据此图及参照有关生物学名词【卵母细胞,卵泡细胞,放射冠,透明带,卵黄膜,卵黄间隙,卵丘细胞,透明带反应,卵黄膜封闭作用,顶体反应,雌、雄原核的融合,极体,第一极体,第二极体,细胞核,精子获能】回答下列问题:
(1)写出①至⑥各部分的名称:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(2)精子与卵相遇时,首先发生 反应,顶体酶被释放出来,可直接溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越 的通路;
(3)继(2)之后,顶体酶再将 溶出一条孔道,然后借自身的运动进入并接触卵黄膜。
(4)在精子接触卵黄膜的瞬间,会产生防止多精入卵的第一道屏障,即 ;
(5)精子入卵后,卵黄膜会立即发生一种生理反应,即 。这是防止多精入卵的第二道屏障;
(6)当在卵黄间隙可以观察到两个 (一般情况下,其中一个 ,一个 )时,说明卵子已经完成受精。
如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)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_______进行操作。
(3)①指的是_______。
(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)受体母牛必须和供体牛属于_______。
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) A细胞分化成D细胞的根本原因是____________。
(3)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。
(4)若A是胚胎干细胞,是由_______或_______分离出来的一类细胞。
基因疫苗是指将编码外源性抗原的基因导入人和动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。某科研所计划培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛。请回答下列问题:
(1)培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛应用的工程技术有 。(写出2种)
(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、 、 、 等部分
(3)检测高产奶牛体内是否出现口蹄疫病毒的抗原蛋白,分子水平上的检测方法是从转基因牛中提取蛋白质,用相应的抗体进行 ,如果出现杂交带,表明奶牛中出现了抗原蛋白。
(4)为提高胚胎的利用率,可采用 技术。由此可获得 相同的多个胚胎,应该选用 胚进行分割。
(5)胚胎工程的最后一道工序是 。
)【生物——现代生物科技专题】
2008年诺贝尔化学奖授予了3位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外线的激发下发出荧光,借助GFP发出的荧光可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。2006年12月26日,我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪在东北农大降生,具体培育过程如图所示,请据图回答下列问题:
(1)上述过程涉及到的现代生物技术,属于分子水平的是______________。
(2)绿色荧光蛋白基因我们称之为目的基因,在将其导入受体细胞前需将其与载体结合以构建______________,在其过程中需要用到的工具酶有_________________________。B过程最有效地方法是________________。
(3)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。
(4)E过程中若要获得大量的卵母细胞需用___________________________方法处理成年母猪。
(5)经过培养得到早期胚胎后可以用__________________技术以获得更多的转基因克隆猪,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。
)【生物——现代生物科技专题】
2008年诺贝尔化学奖授予了3位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外线的激发下发出荧光,借助GFP发出的荧光可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。2006年12月26日,我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪在东北农大降生,具体培育过程如图所示,请据图回答下列问题:
(1)上述过程涉及到的现代生物技术,属于分子水平的是______________。
(2)绿色荧光蛋白基因我们称之为目的基因,在将其导入受体细胞前需将其与载体结合以构建______________,在其过程中需要用到的工具酶有_________________________。B过程最有效地方法是________________。
(3)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。
(4)E过程中若要获得大量的卵母细胞需用___________________________方法处理成年母猪。
(5)经过培养得到早期胚胎后可以用__________________技术以获得更多的转基因克隆猪,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。
科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后,导入牛的受精卵,并成功从牛奶中提取到了人胰岛素。请根据如下操作流程回答相关问题。(已知酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-,酶II的识别序列和切点是-↓GATC-)。
(1)获取目的基因的主要途径包括直接提取和 。
(2)据图分析,在构建重组质粒的过程中,目的基因用 进行了切割。检验重组载体导入能否成功需要利用 作为标记基因。
(3)为了得到较多的卵细胞,可以对受体母牛注射适宜剂量 ;利用获能的精子进行体外受精,经过细胞培养至 期,最后进行 移植,最终获得“符合要求的个体”,具体是指 。
(4)若希望通过转基因牛生产的胰岛素具有作用快、持续时间长等特点,则需要通过 工程手段对人的胰岛素基因进行设计。
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)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_____________。
(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)取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是____。
(4)看到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎_________期开始的标志。
(5)体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是____________________。
(6)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有_________________。
(7)图中标号3为______________,它将来可发育为胎膜和胎盘。
(8)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗? _______为什么?____________________________________。
(9)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因________________________________________________。
下图是培育能产生人凝血因子的牛过程示意图,试回答相关问题:
(1)为能从良种母牛体内一次取得多枚卵子,可以采用注射__________激素的方法。
(2)在过程③中,为使精子能顺利与卵子结合,需要先对精子进行_____处理。当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应,如透明带反应和__________作用等,其意义是防止多精入卵。
(3)过程④中需要先将该基因与_____结合,主要目的是为了保证人凝血因子基因能够在受精卵中_______________。检验人凝血因子基因是否导入受精卵的方法是_________________________。
(4)过程⑥涉及的技术是__________,为保证该过程的成功,一般应选择_______相同的_____母畜。
器官移植是治疗人类一些疾病的有效方法,如肾衰竭的病人可以通过肾脏移植进行治疗,肝癌可以移植肝脏等。请回答有关器官移植的一些问题:
(1)目前器官移植的最大障碍有两个方面,一是移植免疫;二是器官来源。移植免疫主要是细胞膜上的抗原能够被病人的____系统识别而加以排斥。
(2)国外科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的来源,发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态等均差不多,研究的重点是改造猪细胞膜。
①猪细胞膜的基本结构和人细胞膜是相同的,但其上面的________和人细胞膜有很大差别。
②为了减少免疫反应,为肾衰竭的病人提供移植器官,可以用胚胎干细胞诱导分化,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,在形态结构上的特点是_____________________________,在功能上具有________性。
人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术,将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中,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。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)以上过程涉及到的现代生物技术中,属于细胞工程的有____________。
(2)在基因工程中,我们称①为目的基因,请你举出获取目的基因的主要方法:____
_________(至少答两种)。在①进入③之前要构建基因表达载体,这是基因工程的核心,除目的基因外,基因表达载体还必须含有___________,将①导入③的常用方法是___________。
(3)图中②一般经过__________处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞,对卵母细胞的去核处理一般选择在_________时期进行。
(4)将⑤送入⑦的最佳时期是__________。
(5)在胚胎发育过程中,囊胚进一步扩大,会导致______破裂,胚胎从中伸展出来,
这一过程叫做______。
生物技术在农业生产、优良畜群繁育、疾病征服等方面,展现出诱人的前景。请根据以下材料回答相关问题:
材料一:经过一个世纪的发展,植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题(如粮食问题、花卉苗木生产等),为人类创造了巨大的财富
(1)植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养,它所依据的生物学原理是____________。
(2)广东顺德的兰花、高洲的香蕉等优良植物的生产都可通过微型繁殖技术来提供试管苗,其优点是不仅可以____________________,还可以高效快速地实现无病毒种苗的大量繁殖。
(3)植物体细胞杂交技术的关键是获取有活力的________以及诱导其融合。
(4)人工种子的主体是什么?________。人工种皮对胚状结构起保护作用。
(5)在制备时可据需要添加防霉药物,它应加在哪一部分?________。
材料二: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:
(6)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射________。
(7)冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的____冲洗出来。
(8)图中标号3为________,它将来可发育为____________。
(9)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗? ________为什么? ________________________________。
由于在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现,两位美国科学家和一位英国科学家分享了2007年的诺贝尔生理学或医学奖。这些发现导致了一种通常被人们称为“基因靶向”的强大技术。
所谓“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组(指同源性强的外源DNA片段与宿主基因片段互补结合时,结合区的任何部分都有与宿主的相应片段发生交换的可能)的性质将一个结构已知但功能未知的基因去除或用其他序列相近的基因取代(又叫基因敲除),然后从整体观察实验动物,从而推测相应基因的功能。有了这种人为地把实验动物某一种有功能的基因完全缺失的技术,人们就可以瞄准某一特定基因,使其失去活性,进而研究该特定基因的功能。打个比方来说,使用“基因靶向”这具高精度瞄准镜,科学家们就能够精确瞄准任何一个基因,并对它进行深入研究。
⑴ 基因靶向技术需要使用的ES细胞的________高,能够分化出各种细胞,包括生殖细胞系。
⑵ 通过基因敲除,可以确定己知________的特定基因具有什么功能。
⑶ 同源重组实现的重组类似于减数分裂中________期的________现象。
⑷ 为什么基因敲除可以用于特定基因疾病的治疗? ____________________________。
⑸ 基因敲除主要是用同源DNA片段替代靶基因片段,从而达到基因敲除的目的,在此技术中涉及到的变异类型是( )
A.基因重组 B.基因突变 C.人工诱变 D.染色体变异
⑹ 下列可以使用基因敲除技术进行治疗的疾病包括( )
A.21三体综合症 B.白化病 C.血友病 D.艾滋病
⑺ 在利用基因靶向技术研究小鼠某特定基因的功能的实验中,对照组的处理方法是____________________________。
[现代生物科技]
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,近几年发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法,请据图回答:
(1)克隆牛G的培育过程与试管牛E的培育过程相比特有的技术手段是 技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为前者是 ,后者是 。
(2)进行胚胎工程操作时,首先对供、受体母牛进行选择,并用激素进行 处理。一般还需用 激素对供体母牛做超数排卵处理。
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及 等物质。
(4)科学家将外源基因插入上图的受精卵中,常用的方法是 。在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是 技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定。由于外源基因可能随机插入到受精卵的DNA中,因而有的可发育成转基因牛,有的却死亡,请分析因外源基因的插入而导致早期胚胎死亡的最可能原因是 。
(5)良种母牛B的胚胎能在受体母牛D的子宫内存活的生理原因是什么?
。
(6)培育出的克隆牛G的基因来源于 。
(7)为大量获得试管牛E,可于 时期将早期胚胎进行分割后移植。