据报道,英国两支科研团队已经培养出首批“临床级”(高纯度)人类胚胎干细胞系,该研究有助于科学家能更快为失明、严重损伤或心脏病等找到新的干细胞疗法。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(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 分离得到的一类细胞。如果是从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞,在培养过程中,必须用 处理内细胞团,使之分散成单个细胞。
(2)体外培养胚胎干细胞时,通常要加入 等天然成分,早期胚胎发育在 阶段以前是全能细胞。在培养胚胎干细胞时,培养液中加抗生素的目的是 ,且还要置于5%的CO2气体环境中,CO2的作用是 。
(3)胚胎干细胞可作为培养转基因动物的受体细胞,目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 。检测目的基因是否插入受体细胞的DNA中,可采用 技术。
(4)利用干细胞疗法治疗瘫痪是将干细胞移植入患者体内,通过服用 诱导因子,诱导胚胎干细胞分化出神经细胞,来代替或修复损伤和死亡的神经细胞,达到治疗疾病的目的。
[生物—选修熟现代生物科技专题]
利用胚胎工程培育“试管牛”的基本过程如图所示。据图回答问题:
(l)受精卵是胚胎发育的开端,图中的卵细胞达到__________期,才具备受精的能力,而精子需经过__________过程才能和卵细胞结合。
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持__________。
(3)图中过程A称为__________,它在胚胎工程中的意义在于__________。
(4)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胚胎分割。同时,可以通过取样__________进行分子水平的早期胚胎性别鉴定;也可以在细胞水平上通过对__________的分析进行性别鉴定。
“滔滔”是我国第一例转入人体白蛋白基因的转基因试管牛,人们利用该转基因奶牛的乳汁生产人类血清白蛋白。
(1)试管动物实际上是体外受精与胚胎移植两项技术的综合运用。体外受精前需要对奶牛的精子进行_________处理。防止多精入卵的生理反应包括 和 。胚胎工程的终端环节是胚胎移植,移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础是不发生______________________________。
(2)人体白蛋白基因通常可以从基因文库中获取,含有一种生物所有基因的文库称为____________,获得人体白蛋白基因后可以利用________技术进行扩增。人体白蛋白基因一般利用____________技术导入牛的受精卵中,当受精卵分裂到囊胚期时,需要取囊胚的____________细胞进行性别鉴定,以确保发育成熟的牛能分泌乳汁。
(3)基因工程技术还可以让动物细胞生产人源抗体,通常可将从动物体内提取的B细胞的抗体分子基因敲除,导入人的抗体分子基因,然后将该细胞与 细胞融合,再用特定的 进行筛选得到杂交瘤细胞,再通过克隆化培养和_______________等过程获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,再在培养液或小鼠腹腔进行培养,从而获得所需抗体。
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) 。
(生物——选修3:现代生物科技专题)
请回答下列有关生物工程方面的问题:
(1)目前,科学家通过细胞核移植实验,培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中,一般通过 (物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到 阶段时,将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行 处理。另外,培养的卵母细胞需要发育至 ,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
(3)将已免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选,一次是通过 培养基筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过____________筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞。
(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、 、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的 (填“受精卵”或“乳腺细胞”)。
回答下列有关生物工程技术问题。
(1)在植物基因工程中,构建重组Ti质粒时,通常要用 分别切割
和 ,再用 进行连接。
(2)体内受精作用进行时防止多精入卵的机制有 和 。
(3)动物细胞体外培养时,要保证被培养的细胞处于 的环境,在营养方面通常需要在培养基中加入 等天然成分。细胞培养需在适宜的理化条件下进行,此外还需要一定的气体环境,其中C02的主要作用是 。
1997年,我国科学家首次从人胚胎中分离和克隆出人胚胎干细胞,如下图所示,并分化得到多种体细胞。2007年,美国学者成功地利用皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞,并利用皮肤干细胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展,病鼠的血液功能恢复正常,这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗研究的首次尝试。请同答下列问题:
(1)胚胎干细胞是早期胚胎中的 细胞或从 中分离出来的一类细胞,在功能上具有 。皮肤干细胞经诱导能分化得到多种体细胞,其根本原因是 。(每空1分)
(2)胚胎工程的主要技术有 (写出两种)。
(3)与利用人体胚胎干细胞进行疾病研究和治疗相比,利用皮肤干细胞进行医疗研究具有的优势是 等 (只要求写出一点)。
(4)我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究。写出治疗性克隆的意义。 (只要求写出一点)。
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。