以下是奶牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图回答下列问题:
(1)分割针在胚胎分割前需经过_____处理。早期胚胎在体外培养过程中,所需的气体主要有______和________,其中前者是细胞代谢所必需的。
(2)如要获取奶牛的胚胎干细胞进行实验,可从____(填图中的字母)获取。
(3)取样b中如发现细胞中有两条异型性染色体,则性别是____,从生产效益的角度考虑需不需要继续进行胚胎分割? _____。
(4)将血清白蛋白基因通过______导入卵母细胞,再通过一系列技术最终使其在乳腺中成功表达。目的基因是不是只存在于乳腺中?____。这里“一系列技术”有____、细胞培养技术和_____等。
随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答问题。
(1)在此过程中涉及的细胞水平的现代生物技术手段主要有___________。
(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的过程中一般利用去核后未受精的卵细胞作为受体,而不用普通的体细胞,原因是 。
(4)下列A~D中表示④到⑤过程中正确的操作方法的是 ,把⑤送入⑥的最佳时期是 。
(5)⑦是⑥的后代,那么⑦的遗传性状和 最相似,为什么? _______ 。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的性染色体是 ,利用该方法得到的动物叫做 。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比,前者的优越性在于_______。
(7)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 。
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经诱导因子的作用成为具发育的 的细胞,其培养过程经历 和 培养。
(2)在胚胎卵裂过程中,总体积 、有机物总量 ;孵化发生在 。
(3)克隆鼠与黑鼠的遗传物质 (完全相同、部分相同),
原因是 。
(8分)胚胎干细胞在基础生物学研究和临床应用方面具有重要价值。下图是胚胎干细胞获取方法图解。
(1)早期发育的胚胎分为 、 、 几个主要阶段。
(2)C、D细胞分别为 和 ,它们的形态特性是 。
(3)胚胎干细胞有何应用前景?(说出两例) 、 。
下图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程,其中①-⑥表示操作过程。回答以下问题:
(1)图中①涉及的精子需 处理;为了防止多精人卵,卵细胞会依次表现出 。
(2)图中良种母牛需注射促性腺激素,而不是饲喂,原因是 ,该激素处理的目的是 。
(3)图中②过程所用的方法是 。外源基因插入到牛受精卵中的DNA上后,有的受精卵能发育成转基因牛,而有的会死亡,请分析外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因: 。
(4)图中a、b、c分别代表囊胚的 。
(5)图中④过程表示 ,由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为 。
下图为培育转基因小鼠过程示意图,请回答下列:
(1)若需在短时间内获得较多的目的基因,通常采用 技术。将目的基因导入受精卵常用的方法是 。
(2)过程①注射的激素是 ,过程②须进行 处理。过程⑦采用的方法是 ,为获得较多基因型相同的转基因小鼠,常采用______________的方法。
(3)为检测目的基因是否表达,可采用 杂交,若有杂交带出现,则表明小鼠体内的目的基因已表达。
(共9分)请回答下列有关细胞工程和胚胎工程的问题:
一对健康夫妇生下一婴儿,一岁时脑出血死亡,二年后女方怀孕6个月时,经羊水及脐带血诊断为患血友病,遂引产。于是夫妇俩到医院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎,抽取每个胚胎1—2个细胞检查后,选两个胚胎移植,最后一个移植成功,出生了一健康婴儿,是我国第三代试管婴儿。请回答:
(1)早在1951年,美籍华人生物学家张明觉就发现了 现象,为哺乳动物体外受精奠定了理论基础,由于他在体外受精和胚胎移植研究中作出的重大贡献,也被人们誉为“试管婴儿”之父。
(2)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕生产的过程的相同之处_____ _____ ___,不同点在______________________________________________。
(3)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后,可通过观察___________判断早期胚胎的性别,你认为医生应选用_____________性(男性,女性)胚胎进行移植。应用现代生物技术,现在人们已能够选取更理想的胚胎。
(4)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终
解决这两个问题。下图是治疗性克隆的过程图解:
I.请在上图中横线上填上适当的术语:①____________;②________________
Ⅱ.上图中的③④表示的生理过程是_________________________________
回答下列有关生物工程的问题:
(1)在基因工程中,利用 筛选出含目的基因(或重组DNA分子)的受体细胞;基因工程最终获得成功的标志是
(2)在植物组织培养的再分化过程中,若要将愈伤组织诱导生根,则植物生长调节剂的浓度配比应为生长素浓度 (填“大于”、“小于”或“等于”)细胞分裂素浓度。
(3)动物细胞培养要取得成功,首先要对培养液、培养用具进行 处理,在使用合成培养基时,还应该在培养基中加人 等天然成分以支持生长。动物细胞培养时,需要一定的气体环境,其中C02的主要作用是 。
(4)在胚胎工程中,若要获得多个卵细胞,则需对母畜作 处理,若要出现“不同的母体产下性状相同的后代”这一现象,则应使用的技术为 。
根据所学生物学知识回答:
(1)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的__________中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的__________上。
(2)分泌该单克隆抗体的__________细胞,可由抗原免疫过的小鼠的__________细胞与同品系小鼠_________细胞融合而成。
(3)在“试管牛”的培育过程中,采用激素处理可使良种母牛一次排出多枚卵母细胞,最常用的激素是__________。从良种公牛采集的精子需__________后才能进行受精作用。在胚胎移植前,通过______技术可获得较多胚胎。
血清白蛋白临床上需求量大,通常从人血液中提取。如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛受精卵细胞中,利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下:
请回答下列问题:
(1)培育“乳腺反应器”动物的一个重要环节是获得人体血清白蛋白基因。获得人体血清白蛋白基因的常用方法是从人的细胞获得血清白蛋白基因转录生成的 ,然后在 酶的催化作用下合成血清白蛋白基因,再经过 技术获得大量血清白蛋白基因。
(2)重组表达载体构建是基因工程的核心,一个重组表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有 、 以及标记基因等部分。在此过程中除了使用工具酶外,还需使用的工具是 。
(3)若要获得遗传物质完全相同两个新个体,可对发育到桑椹期或囊胚期阶段的早期胚胎进行 处理,经过“最后一道工序” 植入到受体母牛体内。
(4)由于转基因表达产物存在于奶牛的乳汁中,检测其体内是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法是从转基因生物乳汁中提取蛋白质,用 方法检测,若有 出现表明目的基因已形成蛋白质产品。
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
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将来发育成雌性奶牛的胚胎细胞,形成重组细胞①;
b.取出重组细胞①的细胞核,注入去核牛卵母细胞中,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哪一个实现了基因的重组? 。
(2)实验过程a的关键步骤是 。
(3)实验过程b利用的技术是 ,从牛卵巢中取出的卵母细胞需要体外培养到 时期再去核。
(4) 实验过程c形成的早期胚胎一般是 胚胎,胚胎工程操作中最后环节是 。
(5)血清白蛋白基因表达包括 和 两个过程。
(6)上述整个过程实现了 工程、 工程和胚胎工程的综合应用。
[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。
请回答与转基因小鼠的培育过程相关的问题。
(1)获取外源基因常用的工具酶是 ,若需在短时间内获得大量的某种外源基因,通常采用 技术。
(2)在供体雌鼠发情周期的某一阶段,用一激素处理促使卵巢里大量卵泡成熟并排出,称为超数排卵。在让供体母鼠与健康公鼠交配的同时,让代孕母鼠与结扎公鼠进行交配,使代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致,称为 处理。
(3)将基因表达载体导入受精卵常用的方法是 。
(4)将注射有外源DNA的受精卵移人发育培养液中继续培养至桑椹胚或 ,再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素和 。
(5)待代孕母鼠产出幼仔后,取幼鼠尾巴细胞提取基因组DNA,可用 法等分析以确定是否为转基因鼠。