2008年诺贝尔化学奖授予了三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光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就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。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:
注:图中通过过程①、②形成重组质粒,限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
(1)在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接 ,理由是: 。
(2)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 。可以利用转基因克隆猪技术解决的医学难题是,在器官移植中可以避免 。
(3)上述图中转基因克隆猪运用了基因工程、 、 等生物技术。
(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序列③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)④表达出蓝色荧光蛋白。
自然条件下,哺乳动物不发生孤雌生殖。2014年3月,云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪,现将两种技术进行比较。
(1)图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,那么获得核移植克隆猪的技术流程是过程____________(填序号)。
(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物,但由于缺失____________方亲本基因,导致其生长发育中出现多种问题,给研究者提供了很好的材料。
(3)孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞____________,使其发育成早期胚胎,得到克隆猪。
(4)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择___ _________时期的卵母细胞,并用微型吸管吸出____________。
(5)早期胚胎移植时,必需移植到同种,__________ 的其他雌性动物子宫中,才可能移植成功。
(6)可以从良种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究,也可通过__________________方法得到多种cDNA, 并通过____________技术扩增产物。
(12分)【生物——现代生物科技专题】
牛结核病是一种慢性传染病,在世界范围内广泛传播,来自于小鼠的SP110基因能够抑制牛结核分枝杆菌的增殖。下图是培育抗结核病转基因克隆牛的流程图。请据图回答:
(1)培育过程中涉及到的细胞工程技术有_________________、_____________。
(2)重组质粒由目的基因、____________、____________、标记基因等组成,过程I最常用的方法是_____________________。
(3)过程Ⅱ的胚胎培养液中除无机盐、有机盐和营养成分外,还需要添加_________等天然成分。
(4)过程III表示诱导成纤维细胞与处于____________期的去核卵母细胞融合。重组胚胎通过_________技术移入受体母牛子宫内,暂时不移入的可使用__________方法保存。
(5)若要提高重组胚胎的利用率,可对__________期的胚胎进行分割。
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a-h为操作过程,请据图回答有关问题
(1)图中c的操作名称是___________,d、f的操作名称是___________。
(2)图中用到的激素是_____________,其目的是获得更多的卵母细胞,其受精后发育可得到早期胚胎;图中早期胚胎属于胚胎发育的__________期,其中胚胎干细胞来源于_______(填数字标号)。
(3)过程h常用的方法是_____________。采用______________技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。
(4)图中牛A、B的性别_____________(填“相同”、“不相同”、“不一定相同”)
【生物——选修3:现代生物科技专题】下图是将目的基因导入动物细胞,培育转基因动物的常用操作程序。根据图示过程和所学知识,将下面操作程序补充完整。
(1)构建基因表达载体:在构建基因表达载体时常要用到 两种工具酶。如果目的基因要在乳腺细胞中表达,基因表达载体构建时要将目的基因与 的启动子、标记基因和终止子等组件重组在一起,其中标记基因的作用是 。
(2)获得足够数量的受精卵:为了获得足够数量的受精卵,先利用 刺激数排卵。雌鼠经过交配,将受精卵从输卵管中取出。
(3)将目的基因导入细胞:通常采用 技术将目的基因导入受精卵。
(4)早期胚胎培养:早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及 等物质。当胚胎培养到适宜的阶段时,可进行胚胎移植。
(5)胚胎移植:在胚胎移植前要对接受胚胎的受体进行 处理。移植后,还要对受体雌鼠进行妊娠检查。
(6)转基因鼠的检测:经过一段时间妊娠后,产下一群小鼠,为了检测哪些是转基因鼠,可以用 作探针,进行DNA分子杂交检测。
Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的________。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到________期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的________设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用Hind Ⅲ和Pst Ⅰ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有________________酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
克隆羊的成功轰动世界,它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础又解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展图和应用。请据图回答问题。
(1)图中所涉及的现代生物技术有________、__________和________________等。
(2)图中婴儿长大后,外貌、性别和其他特征与原型男人相同,这说明________具有全能性。
(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入____________等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的________;早期胚胎发育在________阶段以前的细胞是全能细胞。
(4)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中,必须用________处理内细胞团,使之分散成单个细胞。干细胞形成组织、器官必须要进行________和________。
当卵细胞达到( )时期时,才具备与精子受精的能力
A.减数第二次分裂后期 |
B.减数第一次分裂末期 |
C.减数第二次分裂中期 |
D.减数第二次分裂结束成熟 |
随着人们生活水平的提高,乳制品需求量越来越大,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的过程,请据图回答:
(1)用 处理使供、受体母牛同期发情。
(2)用 以获取更多的卵(母)细胞。
(3)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植的时期有 。
(4)图中标号3为 ,它将来发育为胎膜和胎盘。
(5)利用 技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。
(6)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?
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以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a--h为操作过程,请据图回答有关问题:
(1)“试管牛”技术的操作流程是 (填字母)。
(2)图中数字标号代表的结构名称是① ;③ 。
(3)d操作的名称是 。
(4)图中用到的激素是 ,过程h常用的方法是 。
(5)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。
中科院动物研究所小组已培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。下图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答。
(1)过程②中常用 技术将目的基因导入受精卵。
(2)如果⑤过程在体外进行,那么卵母细胞需要培养到 ,精子需要获能。受精过程中精子头部接触卵细胞膜时产生 反应,以防止多精入卵。
(3)在体外培养受精卵时,为了维持无菌、无毒环境,定期向培养液添加 。受精卵发育到 时期,开始分化,该时期 属于胚胎干细胞。
(4)图中⑦过程称为 ,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需对代孕雌猴做 处理。
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可采用 技术,该技术属于 生殖范畴。
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 。
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。