题目内容
18.请回答下列有关基因工程、细胞工程和胚胎工程方面的问题:(1)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人的干扰素,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的启动子、人干扰素基因、终止子、标记基因等.目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的受精卵(填“受精卵”或“乳腺细胞”),导入方法是显微注射法.真正被用做载体的质粒,都是在天然质粒的基础上人工改造的.
(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,需要对精子进行获能处理.另外,培养的卵母细胞需要发育至MⅡ中期(减数分裂第二次分裂中期),该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞核第一极体.
(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是体细胞分化程度高,不容易恢复全能性.
(4)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞,首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团,去除表面的糖蛋白,使之分散成单个细胞,胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料,胚胎干细胞在饲养层细胞上培养,能够维持不分化的状态.
分析 1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成.
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等.(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法.
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等.
2、受精前的准备阶段
(1)准备阶段1-精子获能.刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力.
(2)准备阶段2-卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力.
3、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体.用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查.
解答 解:(1)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、人干扰素基因(或目的基因)、终止子、标记基因和复制原点等.培育转基因动物时,常以受精卵为受体细胞,且将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法.真正被用做载体的质粒,都是在天然质粒的基础上人工改造过的.
(2)体外受精时,需要对精子进行获能处理.另外,培养的卵母细胞需要发育至MⅡ中期(减数分裂第二次分裂中期).
(3)由于体细胞分化程度高,不容易恢复全能性,因此利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植.
(4)从早期胚胎中获取胚胎干细胞后,必须用胰蛋白酶处理内细胞团,使之分散成单个细胞.将ES细胞培养在饲养层细胞上或添加抑制因子的培养液中,能够维持ES细胞不分化的状态.在培养液中加入分化诱导因子(或牛磺酸、丁酰环腺苷酸等),可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化.
故答案为:
(1)标记基因 受精卵 显微注射法 人工改造
(2)获能 MⅡ中期(减数分裂第二次分裂中期)
(3)体细胞分化程度高,不容易恢复全能性
(4)糖蛋白 饲养层
点评 本题考查基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关知识,要求考生识记核移植的具体过程;胚胎移植的基本程序;识记基因工程的具体操作步骤,掌握各步骤中的细节,能结合所学的知识准确答题.
| A. | 该病一定为伴X染色体隐性遗传病 | B. | 该病一定不是常染色体隐性遗传病 | ||
| C. | 该病一定为伴X染色体显性遗传病 | D. | 图中I-2、II-4一定为杂合子 |
下列通过对图中的观察作出的叙述,错误的是( )
| A. | 若含18O的氨基酸在垂体细胞内的代谢过程中产生了H218O,那么水中的18O最可能来自于氨基酸的-COOH | |
| B. | 与c过程有关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体 | |
| C. | 与乙图中③不直接相通,但膜的成分最为相似的是高尔基体 | |
| D. | 把含3H标记的氨基酸注射到乙图细胞中,则出现3H的部位依次为④⑥②③① |
(1)普通大豆施用草甘膦之后,电镜下可以看到叶绿体很快变形,其原因是氨基酸合成受阻直接影响了蛋白质的合成,使叶绿体内的其结构和功能严重受损从而使植物死亡.
(2)研究人员以大豆“黑农37”胚尖为外植体,利用农杆菌介导法将EPSPS基因成功转入大豆,大豆产生了更多的EPSPS来抵抗草甘膦,成为抗除草剂(草甘膦)大豆.
①下表分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点.假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列
分别为$\left.\begin{array}{l}{-CAGGATCCC}&{-}\\{-GTCCTAGGG}&{-}\end{array}\right.$和$\left.\begin{array}{l}{-AAGCTTGAC}&{-}\\{-TTCGAACTG}&{-}\end{array}\right.$,则应选择表中酶2和3进行酶切.若EPSPS基因的右侧序列如后者所示,请在如图1方框内画出经酶切后产生的两个末端的碱基序列.
| 酶的种类 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 酶切位点 |
(3)要测定EPSPS基因最终是否整合到大豆的某一染色体上,可用DNA分子杂交方法,或直接测定该染色体的DNA序列
(4)图3是目的基因EPSPS(4.0kb,1kb=1000对碱基)与pUC18质粒(2.7kb)重组的示意图.图中Ap′是抗氨苄青霉素基因,lacZ是显色基因,其上的EcoRⅠ识别位点位于目的基因插入位点的右侧.现用EcoRⅠ酶切质粒,酶切后进行电泳观察,若出现长度为3和3.7kb和1.0和5.7kb的片段,则可以判断该质粒已与目的基因重组成功.(重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计).