阅读如下材料:
资料甲:传统哺乳动物的胚胎干细胞是经由核移植构建成重组胚胎过程中获得的。
资料乙:现代在哺乳动物的体细胞中导入4个多能性相关的基因、2种特殊组蛋白的基因,在添加特殊化合物的培养基中培养,能快速获得诱导性多能干细胞(iPS)。但是,这种方法诱导的多能干细胞必须应用逆转录病毒才能进行基因组整合。
资料丙:应用iPS已经成功培养和分化出心肌、神经、胰腺、骨等多种体细胞和不同的组织,多能干细胞的研究在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。
回答下列问题:
(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或__________中分离得到的一类细胞,在形态上,表现为____________________。
(2)iPS建立的过程需将病毒介导后的细胞种植于________细胞上,并于ES细胞专用培养体系中培养,以维持_________状态;所用逆转录病毒相当于基因工程中的_________工具,且病毒应对生物体_____________。
(3)在体外培养条件下,培养液中加入____________因子,可诱导iPS向不同类型的组织细胞分化,分化的实质是细胞中基因____________的结果。
(4)用上述两种方法获得的自体干细胞诱导分化形成的相应组织、器官进行移植,比传统器官移植的优点是可避免发生_____________反应。
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。请回答以下问题:
(1)图中①过程涉及的精子需进行__________处理;防止多精入卵的两道屏障为___________。对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是__________。
(2)将外源基因插入牛受精卵中的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牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因:______________________。
(3)图中b、c分别代表囊胚的___________。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__________。
下列是用生物学技术制备抗体的两个途径模式简图:
(1)过程①得到的Y细胞称为__________。得到的单克隆抗体最主要的优点是__________⑤过程需要_______酶,⑥过程需要用__________处理受体细胞。
(2)若抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同,两者的空间结构是否相同?_______为什么?_________________________
(3)如果想用棉花生产该种抗体,则⑥过程的受体细胞通常选用______________,经过筛选后再侵染棉花体细胞实现转化。
人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从血液中提取。但由于HIV等的威胁与日俱增,使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物学技术,将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中,那么利用奶牛乳汁生产的血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图所示为利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白的过程,请据图回答下列问题:
(1)以上过程涉及的属于细胞工程技术手段有_______________________。
(2)在基因工程中,获取①的途径主要有____________(答出两项即可)。在①进入③之前要构建基因表达载体,这是基因工程的核心,除目的基因、启动子和终止子外,基因表达载体还必须含有___________。
(3)图中②一般经过__________处理可以得到③。若将③体外培养,需将培养瓶置于含_____________的混合气体的培养箱中培养,CO2的主要作用是_______________。
(4)在动物细胞培养过程中,为了达到无菌、无毒的环境条件,要在细胞培养液中添加一定量的____________,以防培养过程中的污染。此外,应______________,以便清除代谢产物,防止对细胞自身造成危害。
(5)重组细胞④发育到囊胚期时,需要取囊胚的____________细胞做DNA分析,进行性别鉴定,选择雌性胚胎进行移植。囊胚进一步扩大,会导致透明带的破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫做_______________。
科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图,请回答相关问题:
(1)过程①获得重组胚胎之前需要通过_____________技术获得重组细胞。接受细胞核的去核卵母细胞应该处于______________时期,需用物理或化学的方法激活受体细胞的目的是_______________。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到囊胚期时,可从其______________分离出ES细胞。步骤③中,需要构建含有干扰素基因的______________。构建之前可以利用_____________技术对目的基因进行扩增,该技术的原理是_______________。
(3)将基因导入ES细胞常用的方法是______________。体外诱导ES细胞向不同方向分化是利用了ES细胞的______________。
(4)为检测干扰素基因的表达情况,可采用______________方法,若有杂交带出现,表明目的基因已成功表达。
屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔奖。寄生于人体细胞内的疟原虫是疟疾的病原体。科学家通过紫外线处理大量青蒿幼苗后,偶然发现一株高产高效植株,进行基因测序发现该植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。
(1)如果用高产青蒿关键酶基因的mRNA反转录产生的cDNA片段与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群叫做青蒿的__________;获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列__________(填“相同”或“不同”)。
(2)将获得的突变基因导入普通青蒿之前,先构建基因表达载体,图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答:
用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒时不能使用SmaⅠ切割,原因是__________。构建重组质粒时在其目的基因前需要添加特定的启动子和终止子,启动子的作用是______________________。终止子的化学本质是一段有特殊结构的___________。
(3)基因表达载体导入组织细胞后,要通过__________技术培育出转基因青蒿幼苗,鉴定该基因工程是否成功还要进行____________实验,但是不能直接在培养基上培养疟原虫观察,其原因是______________。