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。
我国科技人员历经多年,成功培育出一批人乳铁蛋白转基因奶牛,其牛奶中的重组人乳铁蛋白含量在国际上是最高的,转基因奶牛培育过程如图所示,据图回答下列问题。
(1)转基因过程用到的工具酶有 ;含目的基因的载体除包括目的基因外,还必须有
及标记基因等;方法C是 技术。
(2)精子体外获能通常采用培养法和 两种方法。
(3)图中的A和B分别表示 过程,A中的培养液除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、 等营养成分,以及血清等物质。
(4)如果想同时获得更多的相同子代,可采用 技术,若对囊胚操作,应注意 。
根据现代生物技术知识回答:
(1)“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生优育开辟了新的途径。在体外受精时,精子首先要进行___________处理;卵母细胞则要培养到减数第二次分裂中期才能与精子结合。采用__________技术,能得到“同卵双胞胎”。如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别,将会破坏人类正常的_________________。
(2)用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,原因是10代以内的细胞一般能保持_________________,可以保证供体细胞正常的遗传基础。
(3)应用修复技术治理镉污染的土壤,可以进行植物修复。常选择种植菊芋等耐镉植物,这体现了生态工程的_____________原理。植物中积累的镉会通过食物链的富集作用造成危害,所以不能用修复地的植物饲喂动物。
(4)利用基因工程技术可使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立生产生长激素的乳腺生物反应器,其核心步骤是____________________。科学家将生长激素基因和牛乳腺蛋白基因的______________、终止子等重组在一起,通过______________方法导入牛的受精卵中。
下图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线(图中B、E两点表示经筛选后继续培养),请据图回答下列问题:
(1)OA段的培养称为________培养,AB段可能发生了_______现象,需要用________酶处理使组织细胞分散开来。
(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,动植物细胞都要进行________,不同的是植物细胞还要进行___________________。
(3)制备单克隆抗体时,可选取图中________点的细胞与相应的淋巴细胞融合形成杂交细胞,该点细胞的细胞膜成分发生的变化是 。
(4)核移植时一般不选CD段细胞核的理由是 。
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,近年发展起来的生物工程技术使优良种畜的繁殖大大加速。下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法,请据图完成下列问题:
(1)用来促进B牛多排卵的激素是 ,从B牛输卵管中取出卵子,在一定条件下培养到 期;并从A牛附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是 ;
(2)卵子受精的标志是在 的间隙能够观察到 。
(3)培育G牛的理论依据是 ;其性别是 。属于无性生殖是 (E牛/G牛)。
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和应用图。请据图回答问题。
(1)图中所涉及的现代生物技术有________________和________________等。
(2)图中两个婴儿长大后,外貌、性格和其他特征与原型男人相似,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________和________;早期胚胎发育到________阶段以前的细胞是全能细胞。
(4)在体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官?________。
基因疫苗是指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. 某科研所计划利用基因疫苗,通过基因工程和胚胎工程技术培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛. 请回答下列问题:
(1)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,_____________,_____________,标记基因等.
(2)动物基因工程常用的受体细胞是_____________和_____________,因为该细胞的全能性高,一般用_____________法将目的基因导入受体细胞.
(3)欲检测高产奶牛体内是否出现口蹄疫病毒的抗原蛋白,在分子水平上检测的方法及结果是从基因牛中提取_____________,用__________________________杂交,如果出现杂交带,表明奶牛中出现了抗原蛋白,如果不出现杂交带,表明奶牛中未出现抗原蛋白.
(4)胚胎工程最后一道工序是胚胎移植,其实质是__________________________________________.
(5)为提高胚胎的利用率,可以采用胚胎分割技术,应该选用什么样的胚胎进行分割?
_____________________________________________________________________________________.
(6)现已经通过基因工程和胚胎工程技术培育出一头具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛,可以采用_____________技术获得具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛.请简要叙述过程.
_____________________________________________________________________________________.
回答下列有关问题:
(1)哺乳动物的卵子发生是在雌性动物的卵巢内完成的。卵原细胞演变为初级卵母细胞并依次经过两次分裂,减数第一次分裂是在____________前后完成的,减数第二次分裂是在____________过程中完成的。当观察到卵细胞膜与透明带之间有____________时, 说明卵子已受精。
(2)哺乳动物卵原细胞演变为初级卵母细胞,卵泡的形成和在卵巢内的储备,是在____________时期完成的,这是精子和卵子在发生上的重要区别。刚排出的精子不能立即与卵子结合,必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后,才具备受精能力,这一生理现象叫做_______________。
(3)体外受精是对体内受精的模拟操作,首先对实验动物用____________处理,使其排出更多的卵子,受精时,可以在获能液或者专用受精溶液完成受精。
(4)精卵体外受精后,应将受精卵移入发育培养液培养,它的成分比较复杂,除了一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸、________等物质。
(5)对于“试管动物”的正确理解是_____________。
A.属于无性生殖 | B.属于有性生殖 | C.体外受精 | D.体内受精 E.体外发育 F.体内发育 |
G.运用基因工程技术 H.运用细胞工程技术
[生物—选修3现代生物科技专题](15分)
下图为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程,据图回答下列问题:
(1)克隆动物培养过程与图示繁殖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 生殖(填“无性生殖”或“有性生殖”),后者是 生殖(填“无性生殖”或“有性生殖”)。
(2)一般用_________激素对供体母牛做超数排卵处理。用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。
(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)纯种荷斯坦奶牛效殖成功原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立 ,但是移入受体的供体胚胎的 在孕育过程中不受任何影响。
(5)某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛,科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体;再将其导入受精卵中;然后还要采用DNA分子杂交技术检测 。
[生物——选修3:现代生物科技专题]2013年7月,中国试管婴儿之母——卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时,部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用 处理,促进母亲排出更多的卵子。
(2)胚胎发育的卵裂期在 (填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成由32细胞左右的桑椹胚,可用于胚胎移植,而胚胎移植属于胚胎工程的常用技术之一。胚胎工程是指对动物的早期胚胎或 所进行的多种显微操作和处理技术。还包括体外受精、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。
(3)为了某些需要,需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个 (填“部位”)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作 ,以 为模板进行PCR扩增;与SRY特异性探针出现阳性反应者,胚胎为 性。
(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆,即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于 和 之间的第一极体一并吸出。
(9分)国家863计划项目“利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用蛋白”取得重大进震目前,已
经成功获得经纯化的抗凝血酶III蛋白,达到国际先进水平。下面是制作崂山奶山羊乳腺生物反应器的流程图:
(1)根据流程图分析,动物乳腺生物反应器主要利用了 技术(至少写2种)。
(2)要实现①超数排卵,应在崂山奶出羊A发情期的某一阶段用 处理,然后收集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,原因是 。
(3)过程④需将抗凝血酶III基因注入受精卵内,在显微镜下判断是否受精作用的标志是 。
(4)要使人的抗凝血酶III基因在山羊乳腺细胞中特异性表达,在⑤之前要提取囊胚期的 细胞,采
用检测 技术对其 和 进行检测。
(5)若要一次获得多只完全相同的转基因崂山奶山羊D,⑤应采用 技术。
请回答下列与胚胎干细胞及其分化有关的问题:
(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)分化程度最低的干细胞是 。在体外培养条件下,培养液中加入 因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因 的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将 细胞移植到患者体内。
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)①过程必须用到__________酶,②过程使用的是___________酶。③表示_______技术。④表示基因工程中_______________过程; 若方法c是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法,则方法C是_________________。
(2)如果转基因牛D的牛奶中含有_____________,则说明目的基因在个体水平已表达成功。
(3)图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是________。 A和B分别是指________技术和_______技术。
根据下列有关胚胎工程的示意图,分析回答:
(1)为使A羊超数排卵,向其注射 激素,选择 期的卵母细胞进行体外受精;体外受精前要对B细胞进行____处理,常用的方法是 法。
(2)将早期胚胎注入D羊子宫内的技术叫__ __,D羊被称为 (填“供体”或“受体”);为使D羊的生理状况更适合完成该技术操作,要对D羊进行 处理以提高成功率。
(3)从早期胚胎分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细胞,这是因为从功能上ES细胞具有 ;若取囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割,要注意将 均等分割;早期胚胎培养时,培养液中除营养成分外,还需加入 。
[生物-现代生物科技]
请回答下列与胚胎工程有关的问题:
(1)哺乳动物精子发生的场所是 ,圆形的精子细胞经过变形,其中的 变为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,顶体内含有的 能协助精子穿过卵母细胞的 和透明带。
(2)哺乳动物卵子的发生过程中,减数第一次分裂是在 完成的,减数第二次分裂是在 的过程中完成的。
(3)在体外受精前,要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能的方法有 法和化学诱导法两种。化学诱导法即将精子放在一定浓度的 中获能。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到 阶段的早期胚胎进行 处理,再植人受体内。