赖氨酸是人体必需氨基酸之一,可促进人体发育、增强免疫力。乙图为赖氨酸转基因克隆牛的培育流程,其中字母表示相应的操作过程。请回答:
(1)构建基因表达载体的过程如甲图所示,其中Pst I、Sma I、EcoR I、Apa I为四种限制酶,该过程中所使用的限制酶是_________和_________,除限制酶外,该过程还需要的工具酶有_________。基因表达载体除图示结构外,还应含有__________和终止子等结构。
(2)为了获得较多的卵母细胞需要对供体注射______________,卵母细胞要培养至 时期,才具备受精能力。
(3)胚胎成纤维细胞在培养过程中会出现_____________和____________现象,分瓶时需用______处理以得到细胞悬液,进而进行__________培养使细胞增殖。
(4)图乙中a、b过程利用的主要生物技术有_____________和______________。
下图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图完成下列问题:
(1)填出图中字母所代表的结构名称:A________;C________;D________;
(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称:甲________;乙________;丙________;进行乙过程时,所取的样本是________。
(3)进行甲过程时,所使用的基本仪器是________,本过程的技术关键是________。
(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功,但仍然存在一些问题,如________
__________等,同时很难取得同卵多胎,成功率较高的是________。
(选考题15分)下图为应用胚胎工程繁育良种牛的技术流程,请据图回答:
(1)哺乳动物体内受精的发育规律是实现胚胎工程的理论基础。获能后的精子进入卵子过程中,防止多精入卵发生的生理反应先后为___________、_____________。
(2)图中①、②分别为__________________、_________________。
(3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫_____________,进行该项技术的优势是_______________,实施该技术时胚胎一般发育到_____________
阶段。若此时需要对胚胎进行性别鉴定,正确的操作方法是下列的______图;若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛,正确的操作方法是下列的______图。
(4)胚胎干细胞对于生命科学的各项研究具有重要意义,除了从早期胚胎可分离得到外,还可来自____________。
下面是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,请分析回答:
(1)方法I和方法Ⅱ均用到的主要生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养和___________。
(2)用___________处理使B牛超数排卵,从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到___________(时期)才能与精子结合。
(3)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后,才能与B牛的卵细胞结合,卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到___________。完成受精作用一段时间后,从B牛输卵管中冲出早期胚胎,这个过程叫___________。
(4)生产上常用___________期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的家畜个体,可以使用___________技术。
(5)获得试管牛E和克隆牛F的生殖方式分别是___________、_________________。
克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如下图。
请回答:
(1)图中重组细胞的细胞核来自 细胞,早期胚胎移入受体子宫后继续发育,经桑椹胚、囊胚和 胚最终发育为克隆猪。
(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl2 cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl2 mRNA的分子数,从而反映出Bcl2基因的转录水平。
①图中X表示 过程。
②从基因组数据库中查询Bcl2 mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成 用于PCR扩增,PCR过程第一轮循环的模板是 。
【生物——选修3:现代生物科技专题】
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答问题。
(1)在培育转基因山羊的过程中,①过程需要的工具酶是 ,②过程常用的方法是 。
(2)转抗血栓基因山羊可以通过分泌乳汁来生产抗血栓药物。在构建的相应基因表达载体中,人抗血栓基因的首端必须含有使其仅能在山羊乳腺细胞中特异性表达的___________,它是_________________________________识别和结合点部位。人们通常将此类转基因动物称为 。
(3)山羊早期胚胎在移植入受体母羊子宫之前,必须对胚胎进行性别鉴定,一般是取处于_________________时期的____________细胞进行检测。若要培育出多只相同的转抗血栓基因山羊,可以采用 技术获取。
(4)prG基因的产物能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅱ最可能是 细胞,Ⅲ代表的细胞具有 的特点。
(5)在培育抗虫棉过程中,通常利用Ti质粒将抗虫基因导入棉花受体细胞,为了使抗虫基因顺利连接到受体染色体基因组中,抗虫基因通常位于Ti质粒的____________片段中。从分子水平检测抗虫棉是否培育成功的方法是________________________。
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答:
(1)结构a表示 ;①所示的生物技术名称是 ,该项技术的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,这是因为 。
(2)结构b表示 ,其在功能上具有 。将健康胰岛B细胞基因导入b之前要构建 ,这是基因工程的核心。
(3)②所示的生物技术名称是 。培养重组细胞B的培养液中,营养成分包括糖、氨基酸、元机盐、 、 、血清或血浆等。
(4)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是 。这种基因治疗所属类型为 。
下图为小白鼠的胚胎干细胞分化示意图。
请回答:
(1)图中分化程度最低的是_________。在体外培养条件下,培养液中加入________因子,可诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。科学家将小鼠已分化体细胞的细胞核移入卵母细胞质中,培育出“克隆鼠”,这里用卵母细胞的原因是:__________________________________________。直到今天也不能用类似_________(某种植物细胞工程的技术手段)的方法直接获得完整的动物个体。因此,培育“克隆鼠”过程,实际是通过________(某种动物细胞工程的技术手段)来实现的。
(2)在培育转基因鼠的过程中,人们将关键基因通过逆转录病毒转入小白鼠的成纤维细胞,使其变成多功能干细胞。在该技术中,逆转录病毒是关键基因进入成纤维细胞的________,它能够携带外源基因进入受体细胞。
(3)在制取单克隆抗体过程中,用_________细胞与骨髓细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌_____________的杂交瘤细胞。
生物技术在农业生产、优良畜群繁育、疾病征服等方面,展现出诱人的前景。请根据以下材料回答相关问题:
材料一:经过一个世纪的发展,植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题(如粮食问题、花卉苗木生产等),为人类创造了巨大的财富。
(1)植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养,它所依据的生物学原理是
(2)植物体细胞杂交技术的关键是获取有活力的 以及诱导其融合。
材料二:利用乳腺生物反应器生产出的人类胰岛素,具有产量高、质量好、成本低、易提取等优点,该项技术的诞生可有效地缓解临床上胰岛素不足的难题,从而为糖尿病患者带来福音。
(3)乳腺生物反应器的操作过程中,目的基因导入的受体细胞为 ,该细胞的性染色体组成应为____________。
(4)转胰岛素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人胰岛素,在基因表达载体中,人胰岛素基因的首端必须含有 。
(5)为了更多地生产出人胰岛素,有人构思采用胚胎分割技术,把一个胚胎分割成很多很多份数,进而培育出大量相同的转基因牛。你认为这种方法可行吗?为什么? 。
【生物—选修3:现代生物科技专题】
动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a,b,c 代表动物细胞工程的几项技术①②③依次表示其结果。据图回答
(1)若a是核移植技术,①的产生反映了
(2)若b是体外受精技术,则必须对精子用一定浓度的化学药物进行 处理;所用的化学药品是 或钙离子载体A23187溶液。并且b获得的受精卵 (填可或不可)直接用于胚胎移植;如果选择牛的含X染色体 的精子进行人工授精,生产②牛的目的是 。
(3)若c是胚胎分割技术,为了提高胚胎的利用率进行胚胎分割时要平均分割的是 .否则会影响 , 一般情况下③中个体的基因型和表现型 。
(4)按照a是核移植技术,b是体外受精技术,c是胚胎分割技术,则①②③属于
无性生殖的是 。
胚胎干细胞(ES细胞)在生物学研究中具有十分重要的应用价值。
(1)上图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中,再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有 。
(2)上图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有 种重组DNA分子;第Ⅲ步操作后,还需经过 的过程,才能将该ES细胞注射到囊胚中。
(3)ES细胞在功能上具有 的特点;目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导,为因故失去手的患者提供新的“手”,该过程揭示了细胞 的机理。
(4)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断,一般情况下,细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径,但一般不分裂增殖。鼠ES细胞中只有D途径,但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合,加 促融,获得杂种细胞。若要从培养液中分离出杂种细胞,写出实验方法(不考虑机械方法),并说明理由。
方法:___________________________________________________________。
理由:___________________________________________________________。
治疗性克隆是指把患者体细胞核移植到卵母细胞中构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞,获得的ES细胞定向分化所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞),用于治疗。请回答下列问题:
(1)治疗性克隆采用的技术有______________________________、早期培养和__________________。将患者体细胞注入去核卵母细胞后用物理或化学方法激活受体细胞,使其完成____________和发育进程。
(3)为治疗遗传性糖尿病,可将胰岛素基因导入ES细胞中,再将此重组细胞定向诱导分化后,筛选得到能__________________的胰岛样细胞,并扩增培养后输入患者体内,这种治疗方法称为__________________。
(4)中国政府不反对治疗性克隆,但禁止__________________。
(5)若想促提取ES细胞中的DNA,可利用DNA不溶于______溶液,但细胞中的脂质和某些蛋白质易溶于此溶液的原理进一步分离。
应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题:
⑴①过程是指 ,被称为基因工程的核心步骤。
⑵③过程采用的技术包括 。③过程培养到桑葚胚或囊胚阶段,可以采用 技术,培育出多头相同的转基因牛犊。受体母牛在接受转人生长激素基因牛胚胎之前须经过 处理,以便为胚胎发育提供相同的生理环境。
⑶有人发现prG能激发细胞不断分裂,可以通过基因工程将该调控基因导入特定的受体细胞来制备单克隆抗体,受体细胞Ⅱ最可能是 细胞,Ⅲ代表的细胞具有 ____________特点。
⑷在抗虫棉培育过程中,④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是 ,⑤过程常用的生长调节剂一般可以分为生长素类、 、赤霉素类。
下图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程,请据图回答下列问题。
(1)一般用 激素对供体母牛做超数排卵处理。
(2)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比,克隆动物特有的技术手段是 技术,这两种动物繁殖的方式相比,实质性的区别为前者是 。
(3)如果培育转基因荷斯坦奶牛,可采用 技术将药用蛋白基因导人到受精卵中,在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是 ,根据是否显示出杂交带进行鉴定。
(4)纯种荷斯坦奶牛的胚胎能在受体黄牛的子宫内存活并正常发育的生理原因是
(5)哺乳动物的早期胚胎发育中, 发育成胎儿的各种组织,滋养层发育成胎儿的胎膜和胎盘。胚胎分割是将发育良好、形态正常的 移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或者分割刀进行分割。
请回答胚胎工程和细胞工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精 、________________以及在母体中发育和产出等过程。
(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,使其 。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
(3)随着转基因成果的不断涌现,人们对转基因生物是否安全表现出了担忧,在 安全、 安全和环境安全三个方面发生了激烈的争论。
(4)将胚胎干细胞置于成纤维细胞的饲养层上,并加入动物血清、抗生素等物质,维持细胞不分化的状态。在此过程中,饲养层提供干细胞增殖所需的 ,加入抗生素是为了 ,这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(5)在哺乳动物早期发育过程中,囊胚的后一个阶段是 。
(6)单克隆抗体制备过程中,总共有两次筛选,第一次筛选出 ,第二次筛选出 。
(7)通过体细胞核移植技术,从患者自身上取出体细胞,将其细胞核植入去核的卵母细胞,从而获得早期人类胚胎,然后再从中培育“患者自身的”胚胎干细胞供医学临床使用的技术叫做“ ”。这一技术也可以用来研究“克隆人”,中国政府对生殖性克隆人研究所持态度的“四不原则”是:
不接受任何生殖性克隆人的实验。