下图甲表示干细胞的三个发育途径,图乙为细胞增殖过程中某一时期的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图甲中若A细胞是胚胎干细胞,B细胞是造血干细胞,则B细胞与A细胞相比,其全能性 (填“升高”“降低”或“不变”),A细胞分化成D细胞的根本原因是 。
(2)在B、C、D三类细胞所含的带有遗传特异性的大分子物质中, 相同,而 有差异。
(3)图乙所示的细胞增殖方式是 ,若②号染色体的遗传信息来自父方,那么含有母方遗传信息的对应染色体的序号为 。图乙所示细胞前一个分裂时期,细胞中的同源染色体对数、着丝粒数、染色单体数分别是 。
某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题,引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
(1)拟进行杂交:♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C
选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常 。若C中的母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明高产奶是 性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛,根据现有类型,最佳杂交组合是 ,后代中出现这种母牛的概率是 (假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。
(2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。
精子要具有受精能力,需对其进行 处理;卵子的成熟在过程 (填标号)中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖,其作用是 。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应鉴定胚胎的 。子代母牛的优良性状与过程 (填标号)的基因重组有关。
(3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用 技术。
【生物——选修3:现代生物科技专题】下图为利用相关基因(用P表示)获得转基因小白猪的简单流程图,请据图回答下列相关问题:
(1)过程①中形成重组DNA常用的酶有 和 _;将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是 。
(2)过程②中,常用 酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒的环境、 、适合的温度和pH、 。
(3)在构成重组细胞时,将导入目的基因的细胞转入去核的卵母细胞中,该技术称为 ,其利用的原理是 。图中的卵母细胞应在体外培养到 期,原因是 。
(4)过程③中所用的胚胎工程技术是 ,然后将早期胚胎移入另一头与供体 、但未经配种的代孕母猪的相应部位。
如图所示,回答下列问题
(1) 淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞,说明细胞膜_______,此过程常用_________作为诱导剂,该细胞的特点是既能在体外培养条件下________,又能产生________。
(2)杂交瘤细胞繁殖进行的是__________分裂,其遗传性状________(改变或保持不变)。
(3)杂交瘤细胞的体外培养选用的是________培养基(物理状态),与植物组织培养的培养基相比需加入________。
(4)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而绝不攻击任何正常细胞,故称为“生物导弹”,这是利用了______________。
(5)在单克隆抗体制备过程中,还应用了细胞工程中的_________和________两大技术。
【生物选修模块三:现代生物科技专题】
现代生物科技与人们的生活息息相关,尤其在动物品种的改良、保护濒危物种等方面得到了越来越广泛的应用。请回答下列相关问题:
(1)利用绵羊的精子和卵子进行体外受精时,所用的精子是经过 处理的。判断卵子是否受精的重要标志是 。
(2)利用早期胚胎培养技术培养大熊猫的早期胚胎时,所用培养液成分除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、 、核苷酸等营养成分以及 等物质。欲增加大熊猫早期胚胎的数量,可通过胚胎工程中的 技术来实现,此技术在进行时,应注意 ;将获得的胚胎移入代孕母体内属于 技术,此技术对代孕受体的要求是 。
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(iPS),继而利用iPS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 ,培养的细胞在贴壁生长至铺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,通过成熟卵子和 在体外受精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(ES)可由囊胚的 分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。
【生物—选修3:现代生物科技专题】
阅读如下材料:
资料甲:传统哺乳动物的胚胎干细胞是经由核移植构建成重组胚胎过程中获得的。
资料乙:现代在哺乳动物的体细胞中导入4个多能性相关的基因、2种特殊组蛋白的基因,在添加特殊化合物的培养基中培养,能快速获得诱导性多能干细胞(iPS)。但是,这种方法诱导的多能干细胞必须应用逆转录病毒才能进行基因组整合。
资料丙:应用iPS已经成功培养和分化出心肌、神经、胰腺、骨等多种体细胞和不同的组织,多能干细胞的研究在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。
回答下列问题:
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_________期的内细胞团或胎儿的_________中分离得到的一类细胞。
(2)iPS建立的过程需将病毒介导后的细胞种植于___________细胞上,并于ES细胞专用培养体系中培养,以维持不分化状态;所用逆转录病毒相当于基因工程中的__________工具,且病毒应对生物体_________。
(3)在体外培养条件下,培养液中加入 因子,可诱导iPS向不同类型的组织细胞分化,分化的实质是细胞中基因___________的结果。
(4)用上述两种方法获得的自体干细胞诱导分化形成的相应组织、器官进行移植,比传统器官移植的优点是可避免发生___________反应。
组织型纤溶酶原激活剂(tPA)在人体纤溶和凝血的平衡调节中发挥着关键性的作用,如图是利用奶牛乳汁生产组织型纤溶酶原激活剂(tPA)的图解,据图回答下列问题:
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(1)过程①在构建的基因表达载体中,应将tPA基因首端与 基因的启动子等调控组件结合,③过程常用的方法是 。
(2)要获得单个成纤维细胞,过程②需用 处理奶牛胎儿皮肤组织块。在单个组织细胞的培养过程中,为了防止杂菌污染,通常还要在细胞培养液中添加一定量的 。请回答下列有关现代生物科技的问题:
(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,首先必须用 处理内细胞团,使之分散成单个细胞。体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官? (填“能”或“不能”),原因是_________。动物细胞培养技术与植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,二者除了都需要增殖外,植物细胞不同于动物细胞的是还要进行 。
(2)胚胎工程是指对动物 或 所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,都必须通过 给受体才能获得后代。
(3)哺乳动物的体外受精主要包括 、 和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射 ,使其排出更多的卵子。卵子需发育到 时期时,才具备与精子受精的能力。
(4)过度放牧造成当地的生态系统失衡,这主要是违背了生态工程的 原理。
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 。在培育转基因植物是,常用农杆菌转化发,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。
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____________(答两种技术)。
(2)从哺乳动物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________________________________________。
(3)克隆羊多利的性状和______________(黑面绵羊\白面绵羊)最接近。
(4)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。
(5)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有_______________(填字母)。
(6)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,其原因是活细胞膜对物质的吸收具有_____________。
动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵,进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术.目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品.大致过程如图所示:
(1)在过程③中需要用到的工具酶有 .要使人的药用蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、 、标记基因等部分.
(2)要实现超数排卵,应在性成熟雌牛发情周期的某一阶段用 处理.通过①采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,原因是 .
(3)将获得的重组细胞培养成早期胚胎后,移植到经过 处理的受体母牛子宫内.因为我们对细胞所需的营养条件还没有完全搞清楚,所以,在早期胚胎的培养基中,往往还需要添加 .
(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛,应采用胚胎分割移植技术.在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将 均等分割.胚胎分割移植后发育成小牛,这些小牛的基因型 (填“相同”或“不同”).
【生物——选修3现代生物科技专题】一对表现正常的夫妇,其家族中都有遗传性囊性纤维化病(常染色体隐性遗传病)患者。医生对他们进行了遗传咨询后,决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。
(1)医生首先为女性注射_____________,刺激卵泡成长,实现控制性超数排卵,然后在局部麻醉下从卵巢中吸取_____________,并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中,置于37℃培养箱中培养。
(2)从男性体内采集精子经过_____________处理,其方法通常采用_____________和_____________。处理后的精子与卵子放在含有________________的同一培养皿中完成_____________。
(3)将受精卵移入发育培养液中继续培养,检查__________________,分别对多个胚胎的细胞进行基因检测,选择出无致病基因的胚胎(___________个细胞阶段)植入母亲_________内,避免遗传病孩子出生。
胚胎干细胞(ES细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的价值,其应用前景吸引众多科学家投入到这一研究领域中。根据相关知识,回答下列问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES细胞)是由 或原始性腺中分离出来的一种细胞,在功能上具有 ,即可以分化出成年动物体内任何一种组织细胞。
(2) ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料,ES细胞在 细胞上能维持不分化的状态。在培养基中加入_ ___可诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3) ES细胞的另一个应用前景为体外诱导分化,从而培育出人造组织器官,进而解决临床上存在的供体器官不足和 问题。此外,科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造:向器官 (填“供体”或“受体”)基因组中导入某种调节因子,以抑制___ _(抗原或抗体)决定基因的表达,或设法除去该基因,再结合 技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。