我国已实现部分“胚胎工程产业化 ”,如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程,a~h为操作过程,请回答下列问题:
(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是____________(填字母),d操作的名称是___________,h操作的核心是 ,将外源基因导入受精卵的方法是____________________。
(2)图中数字标号代表的结构名称是①________________,②________________,③____________。若要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分割处理,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意_____
(3)图中用到的激素是_______,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______
(8分)通过现代生物技术可利用动物乳汁生产血清蛋白,下图为相关操作流程示意图。请据图回答:
(1)图示操作过程涉及的现代生物技术有 、 等。
(2)一般情况下,奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,通常对供体母牛用 激素处理。
(3)在基因工程中,②为 ,如果②的数量太少,常用 技术扩增,②导入③的常用方法是 。
(4)若⑤为囊胚,⑤→⑥过程为胚胎分割,则该操作的注意点是 。
[生物——选修3:现代生物科技专题]回答以下关于基因工程和胚胎工程的相关问题:
(1)基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性。利用基因工程等技术培育转基因生物时,基因工程的四步骤如下:
第一步:目的基因的获取。获取方法有_____________________________(写出两种即可)。
第二步:基因表达载体的构建。该步骤常用的工具酶是________。完整的重组载体应具备________种特殊DNA片段。
第三步:将目的基因导人受体细胞。如受体细胞为动物的________,则常用的方法是显微注射法;如受体细胞为微生物细胞,则用________处理细胞,使其处于感受态,然后在一定温度下重组表达载体与缓冲液混合完成转化。
第四步:________________________。
(2)胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术。
①体外受精:对精子进行获能处理的方法有________。获能的精子与成熟的卵子需在________中完成受精作用。
②早起胚胎的发育:受精卵不断增殖的过程,细胞分化最先出现在____期。
③胚胎移植:适合移植的胚胎是________________________。
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]—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)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是__________________,不同点在______________________________________________
(2)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。自然状态下,该夫妇出现更理想的胚胎的概率是_____________。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。
(3)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_________________________________
目前,英国研究人员利用最新的3D打印技术,“打印”出了活体胚胎干细胞。实验证明,这些干细胞仍能保持着人体胚胎干细胞的正常分化能力。科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞,在实验室已成功克隆出数个人体胚胎,进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞。请回答:
(1)自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或中分离出来的一类细胞。
(2)上述过程中要应用到动物细胞工程技术有 、 。胚胎干细胞在形态上表现为体积小,细胞核大, 明显;在功能上具有 。
(3)将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变,在分子水平上需要采用 技术。
(4)若选用囊胚进行胚胎分割,要注意对其做到均等分割。
(5)胚胎移植是否成功,与供体和受体的生理状况有关。大量的研究已经证明,为胚胎在受体内存活提供可能的生理基础是 。
下图是用良种羊的细胞通过不同生物工程技术培育转基因羊的简单流程图,请分析回答:
(l)甲、乙两过程所用的卵母细胞均应培养到 时期。
(2)若需在短时间内获得较多的人的生长激素基因,通常采用 技术。为了使人的生长激素基因在羊的细胞中稳定存在并能够表达,在导入受精卵之前需要进行 的构建。
(3)将人生长激素基因导入受精卵的常用的方法是 ,检验该基因是否导入受精卵的方法可运用 。
(4)受精卵或重组细胞通过细胞的分裂和 ,形成早期胚胎。
(5)普通代孕母羊能成功孕育出良种转基因羊的原因主要是代孕母羊对移入子宫的供体胚胎基本上不发生 ,供体胚胎的 在孕育过程中不受影响。
《时代》杂志评出的2007年十大科学发现中指出,美国及日本两个研究团队的报告中证实皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。请回答下面有关胚胎工程的若干问题。
(1)在胚胎发育中,根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为 、 、 三个阶段。
(2)胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的 和孕育胚胎的 共同繁殖后代的过程。胚胎移植能否成功,与供受体的生理状况有关: ,为胚胎的收集提供了可能; ,为胚胎在受体内的存活提供了可能;而且供体胚胎可与受体子宫建立正常的 ,但移入受体的胚胎的遗传特性不受任何影响。
(3)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由 分离出来的一类细胞。美日科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因送入皮肤细胞,促使普通的皮肤细胞产生变化,最后成为带有 性质的细胞,称为诱导式多能性干细胞(iPS)。在基因工程中,这四个基因称为 ,所利用的病毒称为 。 与借助胚胎提取胚胎干细胞比较,这样获得的干细胞的研究,其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞,不仅避开了长期以来有关生物技术的 方面的争议,也使其来源更加广泛而方便。
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。其技术流程如下图:
(1)步骤①中所选的卵母细胞应处于__________________期。
(2)步骤②中,分离出ES细胞比体细胞全能性________。
(3)步骤③中,首先要获取目的基因,以下几种方法中需要模板的是___________
A.从基因组文库中获取目的基因 |
B.利用PCR 技术扩增目的基因 |
C.构建cDNA 文库 |
D.通过DNA 合成仪利用化学方法人工合成目的基因 |
(4)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的______________。
(5)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质,用抗Rag2蛋白的抗体进行________。
[生物———选修3:现代生物科技专题]克隆技术不仅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,请据图回答下列问题。
(1)克隆动物培育属于 生殖方式。胚胎1和胚胎2获得运用了 技术。
(2)图中两个克隆动物长大后,各方面特征与原型动物相同,这说明 具有全能性,早期胚胎发育在 阶段以前的细胞是全能细胞。
(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 。
(4) 图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中,一般用 处理内细胞团,使之分散成单个细胞。内细胞团将来发育为 。
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含____________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A.启动子 B.tetR C.复制原点 D.ampR
(3)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。
(4)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用________(填字母代号)技术。
A.核酸分子杂交 B.基因序列分析
C.抗原—抗体杂交 D.PCR
结合配子的发生及受精作用,回答下列问题:
(1)精子细胞经变形后, 发育形成精子的顶体,顶体内含有的顶体酶能协助精子依次穿过卵子的 和 。
(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于 卵母细胞阶段,当该细胞发育至 时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明 过程已完成。
(3)精子与卵子在 相遇,当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,称为 。精子头部进入卵细胞膜后,立即发生 ,阻止多精入卵。当 ,受精过程至此结束。
控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。
根据以上信息据图回答下列相关问题。
(1)左图中过程①中___ __的精子与卵子相遇时,首先发生__ ___反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。体外受精的受精溶液是模拟 中的液体环境。
(2)试管动物技术和母亲正常怀孕生产过程的相同点是____________________ ____,不同点在于试管动物是___ _____、胚胎移植的产物。
(3)目前在生产中应用较多的胚胎工程技术是早期胚胎培养、_____ ___和____ ____。
(4)人们利用试管动物技术成功培育了转基因动物。在基因工程操作的基本程序中,基因工程的核心是______________________,右图为逆转录病毒载体的结构图。图上的“逆转录病毒序 ”可以整合到动物细胞的染色体上(E、F、H分别为限制酶E、F、H的酶切位点)。
①在构建重组质粒时,目的基因插入该质粒,此过程需要的酶是限制酶___和DNA连接酶。
②为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加__ ___的培养基进行培养。
③获取转基因小鼠后,若已知目的基因进人细胞后插入在一条染色体DNA上,那么获得转基因纯合子小鼠的方法是______ ____。
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)和受精有关的过程有:①释放第二极体;②顶体反应;③穿越透明带;④雌、雄原核的形成;⑤核膜消失,雌、雄原核融合。其正确的顺序为___________(填序号)。
(3)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____________。
(4)试管牛的性别为_________,克隆羊多利的性状和__________(黑面绵羊\白面绵羊)最接近。
(5)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。
(6)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有________(填字母)。
(7)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__________。
根据所学知识回答问题:
(1)基因工程中基因表达载体除包括目的基因外,还必须有 及标记基因等。
(2)若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 中。植物组织培养的主要原理是植物细胞具有 ,具体过程是在 和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上,给予适宜的条件,诱导其经过 产生愈伤组织,最终形成完整的植株。
(3)在哺乳动物的核移植实验中,通过一定的措施将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到 阶段时,将胚胎移入受体(代孕)动物体内。
(4)生态工程是实现循环经济最重要的手段之一,请写出它遵循的基本原理(至少答两项) 。
为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法,请根据图示信息回答下列问题。
(1)试管牛的培育属于 (“有性繁殖”或“无性繁殖”);试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、_________等;克隆牛的培育依据的原理是 。
(2)促使B牛多排卵的激素一般是 。对B牛和D牛要进行 处理。
(3)在受精的过程中,判断卵子是否受精的标志是 。
(4)要培育高产奶率的转基因牛,如建立生产生长激素的乳腺生物反应器,即科学家将 和乳腺蛋白基因的 、 等调控组件重组在一起,该过程需要用到的酶是 ,再通过 法导入牛的 中。