- 细胞工程
- 共5750题
高等动物随着胚胎发育,仅有少数细胞依然具有分化成其他细胞类型和构建组织器官的能力,这类细胞称为干细胞,如造血干细胞.图中最能完整显示正常机体内干细胞基本特征的是( )
正确答案
解析
解:干细胞是具有细胞周期的细胞,它能不断分裂产生子细胞.有的子细胞仍然具有细胞周期,有的子细胞不再分裂,将分化成具有特定功能的细胞.已分化的细胞一般不再继续进行分裂,细胞分化具有不可逆转的特性.
故选:D.
如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图.请回答:
(1)胚胎干细胞可以从动物胚胎发育至______期的内细胞团或胎儿的______中分离得到的.
(2)图中分化程度最低的干细胞是______.在体外培养条件下,培养液中加入______因子,可诱导该干细胞向不同类型的组织细胞进行分化.
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因______的结果.
(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的,骨髓移植治疗的实质是将如图的______细胞移植到患者体内.
(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的______,其原因是______.
(6)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用______细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌______的杂交瘤细胞.
正确答案
解析
解:(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚的内细胞团或胎儿的原始性腺细胞中分离得到的一类细胞.
(2)据图可知,其他细胞都是有胚胎干细胞分化而来,因此,胚胎干细胞分化程度最低.在体外培养条件下,培养液中加入分化诱导因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化.
(3)细胞分化的根本原因是基因有选择的表达,导致细胞合成蛋白质的种类和数量改变,导致细胞出现形态结构和功能上的分化.
(4)据图可知,造血干细胞可以分化为各种血细胞,所以骨髓的治疗的实质是将图中的造血干细胞细胞移植到患者体内.
(5)哺乳动物成熟红细胞无细胞核,无基因组,无控制生物个体发育的整套遗传信息,因此不能作为克隆动物的供体细胞.
(6)杂交瘤细胞是浆细胞(效应B细胞)与骨髓瘤细胞融合形成的,具有能分泌特异性抗体的能力.
故答案为:
(1)囊胚 原始性腺
(2)胚胎干细胞 分化诱导
(3)选择性表达
(4)造血干
(5)红细胞 哺乳动物成熟红细胞中无细胞核
(6)效应B 特异性抗体
哺乳动物的胚胎干细胞是由______中分离出来的一类细胞.
正确答案
早期胚胎或原始性腺
解析
解:哺乳动物的胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞.
故答案为:
早期胚胎或原始性腺
如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素的过程设计图解,请据图回答:
(1)图中①所示的结构是______;②所示的结构是______.
(2)图中③所示的生物工程技术是______;④所示的生物工程技术是______.
(3)在图中④所示的生物工程技术中,健康胰岛B细胞基因在进入②之前要构建______,这是基因工程的核心,除含目的基因外,还必须含有启动子、终止子、标记基因.
(4)重组细胞b在一定的细胞分化诱导剂的作用下,可以定向分化形成胰岛B细胞,其根本原因是______.培养重组细胞b的培养液中除加入各种营养物质外,还必须加入______.
(5)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是______.
正确答案
解析
解:(1)图中①分别是供体细胞的细胞核,②所示内细胞团,因为这些细胞还未分化,具有全能性,可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官.
(2)图中③将细胞核移植到去核的卵细胞中,表示核移植技术;④将健康胰岛B细胞基因导入内细胞团中,表示转基因技术(或重组DNA技术).
(3)基因工程的核心步骤是构建基因表达载体,除含目的基因外,还必须含有启动子、终止子、标记基因.
(4)重组细胞b在一定的细胞分化诱导剂的作用下,可以定向分化形成胰岛B细胞,其根本原因是基因(在特定的时间和空间条件下)的选择性表达.动物细胞体外培养所需营养与体内基本相同,由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此,在因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清、血浆等一些天然成分.
(5)图示是克隆性治疗,用克隆形成的器官进行移植属于自体移植,与异体移植相比最大的优点是没有排斥反应.
故答案为:
(1)细胞核 内细胞团(或胚胎干细胞)
(2)核移植技术 转基因技术(或重组DNA技术)
(3)基因表达载体
(4)基因(在特定的时间和空间条件下)的选择性表达 动物血清
(5)没有排斥反应
科学家把cMyc等4个基因通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞,使其变成诱导多能干细胞--iPS细胞,这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞.请分析回答:
(1)若想增强载体病毐颗粒的感染性,可利用______技术改造病逛毒外壳蛋白,直接对______进行操作.
(2)应用______技术得到重组细胞,激活重组细胞发育成早期胚胎.使用从______中获得的胚胎干细胞.
(3)在胚胎干细胞培养基中根据需要加入相应的小分子物质以促进其______得到各种组织器官,用于治疗某些疾病,这种技术称为______.
(4)iPS细胞的获得不使用胚胎细胞或卵细胞,也不诱导发育成个体,因此不会像生殖性克隆一样引发______问题.
正确答案
解析
解:(1)要改造蛋白质的是蛋白质工程,可以通过对基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质.
(2)重组细胞必须运用核移植技术,可以从早期胚胎或原始性腺获得胚胎干细胞.
(3)胚胎干细胞培养以得到各种组织器官,用于治疗某特定疾病,所以要加入相应的小分子物质促进其实现定向分化.为治疗疾病进行的克隆称为治疗性克隆.
(4)反对生殖性克隆的原因主要是伦理问题.
故答案为:
(1)蛋白质工程 基因
(2)核移植 早期胚胎或原始性腺
(3)定向分化 治疗性克隆
(4)伦理学
下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎干细胞是全能干细胞,具有发育全能性,可诱导发育多种组织、器官,但不能发育成新个体,故A错误;
B、囊胚期开始出现滋养层细胞,滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在原肠胚期,故B错误;
C、在培养干细胞时,要在培养皿制备一层饲养层,然后将干细胞接种在饲养层上,而诱导胚胎干细胞分化成器官时不需要加入饲养层,故C正确;
D、胚胎工程的操作对象是生殖细胞或受精卵或胚胎,故D错误.
故选:C.
人脐带间充质干细胞在特定诱导条件下,可分化为脂肪、肝、神经等多种组织细胞.如图表示培养人脐带间充质干细胞的大致过程,相关说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、根据题意可知,人脐带间充质干细胞可以分化成脂肪、肝、神经等多种组织细胞,故属于多能干细胞,A正确;
B、离心后由于细胞沉淀在底层,胰蛋白酶在上清液中,B正确;
C、无菌、无毒的环境包括培养皿、培养液和培养用具的无菌处理、定期更换培养液等,在超净台上操作并不能保证完全无菌,C错误;
D、出现接触抑制之前,种群的增长模型接近“J”型,D正确.
故选:C.
下列胚胎工程知识说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、干细胞分为三类:全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞,胚胎干细胞属于全能干细胞,A错误;
B、获能后的精子与卵子相遇后,释放顶体酶穿过放射冠进入透明带,B错误;
C、用促性腺激素处理,从输卵管冲取卵子,以备体外受精,C错误;
D、试管婴儿的诞生,主要包括体外受精、细胞培养、胚胎移植技术,D正确.
故选:D.
如图所示的实验研究,下列相关叙述,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、纤维母细胞脱分化形成诱导干细胞,则诱导干细胞分化程度低,全能性高,A错误;
B、过程②是细胞分化的结果,即干细胞的形态结构和生理功能发生稳定性差异的过程,但是遗传物质并未改变,B错误;
C、Y细胞是经单一抗原刺激后产生的效应B细胞,因此每个Y细胞只产生一种抗体,故过程③需要筛选出能产生特异性抗体的杂交细胞,C正确;
D、单抗为大分子物质,是通过胞吐排出细胞,不需载体蛋白,D错误.
故选:C.
如图表示利用胚胎干细胞(简称ES细胞)所作的一系列研究,请据图分析回答:
(1)过程Ⅰ中褐毛基因转图胚胎干细胞前需要构建______,需要的工具酶是______;
(2)过程Ⅰ表示胚胎干细胞的体外培养,在培养液中需要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸以及天然成分______
等物质,通过培养将获得遗传物质稳定的正常细胞群,称之为______(细胞株/细胞系).
(3)过程Ⅱ表示将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素,这项研究利用了胚胎干细胞具有______的特点.在哺乳动物胚胎发育过程中,囊胚将进一步发育成______.
(4)克隆转基因小鼠常用的技术手段有______、细胞培养和______.
正确答案
解析
解:(1)过程Ⅰ中的褐毛基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体.构建基因表达载体时,需限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(2)动物细胞培养的培养液中,除了要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸等营养物质外,通常还需加入动物血清等天然成分.通过培养将获得遗传物质稳定的细胞群体,该细胞群体称为细胞株.
(3)ES细胞能培养成小鼠个体,说明胚胎干细胞具有发育的全能性.在哺乳动物胚胎发育过程为:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原肠胚→个体,可见,囊胚将进一步发育成原肠胚.
(4)从体细胞培养成克隆转基因小鼠,需采用核移植技术,并进一步通过细胞培养、胚胎移植来实现.
故答案:
(1)重组DNA(或重组载体) 限制酶、DNA连接酶
(2)动物血清 细胞株
(3)发育的全能性 原肠胚
(4)核移植 胚胎移植
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______或从______分离出来的一类细胞,在功能上具有______.
(2)胚胎工程的理论基础是______,胚胎工程的主要技术有______、______、______ 等.
(3)皮肤细胞是高度分化的细胞,其分化的根本原因是______,皮肤干细胞经诱导能分化得到多种体细胞,其根本原因是______.
(4)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______等优势.
正确答案
解析
解:(1)胚胎干细胞是从原始性腺或早期胚胎(如:囊胚的内细胞团细胞)中分离出来的一类细胞;胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性.
(2)胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律;胚胎工程的主要技术有体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术、性别控制技术等.
(3)细胞分化的根本原因是基因的选择性表达;皮肤干细胞核中含有一整套遗传信息,因此可诱导能分化可得到多种体细胞.
(4)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可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议(或皮肤干细胞可以取自自体,不会发生排斥反应,或皮肤干细胞比胚胎干细胞更容易采集等合理答案)等优势.
故答案为:
(1)内细胞团细胞 原始性腺细胞中 发育的全能性(分化成各种组织器官的潜能)
(2)胚胎发育学(体内受精和胚胎发育的研究) 体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术、性别控制技术
(3)基因的选择性表达 细胞核中含有一整套的遗传信息
(4)可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议(或皮肤干细胞可以取自自体,不会发生排斥反应,或皮肤干细胞比胚胎干细胞更容易采集等)
下列关于胚胎干细胞特点的叙述,不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺,A正确;
B、囊胚期的内细胞团是胚胎干细胞,滋养层细胞不是,B错误;
C、胚胎干细胞的特点:体积较小,细胞核大,核仁明显,C正确;
D、ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态,D正确.
故选:B.
回答下列Ⅰ、Ⅱ两个小题.
Ⅰ.将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞(命名为M细胞),再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠)体内,然后测量小鼠的血糖浓度,结果如图1所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值).请回答相关问题:
(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚,取出胚胎后一般用______酶将其分散成单个细胞.
(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有______细胞的功能.说明判定的理由______.
(3)用胰岛素基因片段做探针,对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测.请在下表的空格中填上检测结果(用“+”表示能检测到,用“-”表示不能检测到).
上述实验结果表明,胚胎干细胞通过______定向分化为M细胞.
(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,重组细胞能否分化为其他类型细胞?______,请说明理由______.
Ⅱ.夏季晴朗无云的某天,某种C3植物光合作用强度变化曲线如图所示.请回答下列问题:
(1)该植物一天中有机物积累最多的时刻是______.
(2)在12:00左右出现光合作用强度“低谷”,此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多.请比较图2中B、C两个点对应的时刻,______时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高,______时刻叶肉细胞叶绿体中C5化合物的含量相对较大.
(3)研究发现,在其他环境因子相对稳定时,植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素.请据此推测图中C、D两个点对应的时刻中,______时刻根系部位土壤溶液的浓度较高.
(4)研究还发现,当土壤干旱时,根细胞会迅速合成某种化学物质X.有人推测根部合成X运输到叶片,能调节气孔的开闭.他们做了如下实验:从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶,分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中.一段时间后,测得的有关数据如下表所示.(注:气孔导度越大,气孔开启程度越大)
①以上方案有不完善的地方,请指出来并加以修正.______
②若表中数据为方案完善后得到的结果,那么可推测,随着培养液中X的浓度增大,叶片蒸腾作用强度______.
正确答案
解析
解:Ⅰ(1)动物细胞间质主要成分为蛋白质,所以进行动物细胞培养时,常采用胰蛋白酶将其分散成单个细胞.
(2)从图中可以看出,移植组小鼠的血糖浓度已经降至正常水平,而只有胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素,说明M细胞已具有胰岛B细胞的功能.
(3)细胞在分化的过程中,遗传物质(DNA)并不发生改变,只是基因选择性表达,所以两细胞内均能用探针检测到胰岛素基因,但胰岛素基因只在M细胞内转录和翻译,故只能在M细胞内检测到RNA.
(4)因为细胞核内含有该物种生长发育所需的全套基因,所以该重组细胞能分化为其他类型的细胞.
Ⅱ(1)图中植物从A点开始积累有机物一直到E点,所以该植物一天中有机物积累最多的时刻是E点(19:30).
(2)在12:00(C点)左右出现光合作用强度“低谷”,此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多,CO2不能进入细胞,所以此时CO2浓度相对较低,即B点(或10:00)的CO2浓度相对较高,C点(或12:00)时刻叶肉细胞叶绿体中C3化合物的含量相对较大.
(3)根据题意C点时刻,气孔关闭,可知此时植物根系部位土壤相对缺水,即根系部位土壤溶液的浓度较高.
(4)若从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶进行实验,样本量太小,测得的数据具有偶然性,应“取叶片若干,等分为三组”.实验设计要遵循对照原则和单一变量原则,而本实验缺乏空白对照,应增加1组空白对照(将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中).
故答案为:
Ⅰ.(1)胰蛋白酶
(2)胰岛B 胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素
(3)
基因的选择性表达(胰岛素基因的表达)
(4)能 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质(细胞核的全能性)
Ⅱ(1)19:30(或E点)
(2)B点(或10:00)C点(或12:00)
(3)C点(或12:00)
(4)①a.样本量太小.应“取叶片若干,等分为三组”
b.缺乏空白对照.增加1组,将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中
②降低
阅读以下资料,回答有关问题:
皮肤干细胞的研制成功被评为2007年国际十大科技新闻之一.美国和日本的两个科研小组于2007年11月20日同时宣布:成功地利用人体皮肤细胞制造出具备胚胎干细胞功能的干细胞.随后,美国科学家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.随着研究的深入,这一技术将有望用于人类糖尿病、癌症等疾病的干细胞研究和治疗,从而避开利用胚胎干细胞研究面临的伦理争议.并且皮肤细胞可以取自自体,所以不会发生身体排斥反应.
(1)皮肤细胞在体内无法转变成其它体细胞,这是因为它是高度分化的细胞,其分化的根本原因是______.
(2)由皮肤干细胞可以诱导形成各种体细胞,其根本原因是______.
(3)皮肤干细胞和癌细胞都具有旺盛的______能力.但是皮肤干细胞却可以通过诱导而发生______,形成各种体细胞.而癌细胞由于细胞膜上的______等物质减少,容易在体内分散和转移.
(4)利用皮肤干细胞进行疾病研究和治疗,与利用胚胎干细胞相比具有很多优势,请你说出其中两点.①______ ②______.
正确答案
解析
解:(1)皮肤细胞属于高度分化的细胞,实质是在个体发育过程中遗传信息的执行情况不同(或基因的选择性表达).
(2)由皮肤干细胞可以诱导形成各种体细胞,具有发育的全能性,其根本原因是细胞含有一整套的遗传信息.
(3)皮肤干细胞和癌细胞都具有旺盛的分裂能力;但是皮肤干细胞可以诱导而发生分化,形成各种体细胞.而癌细胞由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,容易在体内分散和转移.
(4)利用皮肤干细胞进行疾病研究和治疗,与利用胚胎干细胞相比具有很多优势,根据题干中四五两行总结:①利用皮肤干细胞可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议;②皮肤细胞可以取自自体,不会发生排斥反应.
故答案为:
(1)在个体发育过程中遗传信息的执行情况不同(或基因的选择性表达)
(2)细胞含有一整套的遗传信息
(3)分裂 分化 糖蛋白
(4)
优点一:利用皮肤干细胞可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议.
优点二:皮肤细胞可以取自自体,不会发生排斥反应.
优点三:皮肤细胞比胚胎细胞更容易采集.
Rag2基因缺失小鼠因不能产生Rag2蛋白,导致其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.其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的______(结构).
(2)培养细胞过程中,要置于CO2培养箱中,中CO2的主要作用是______,与培养植物细胞相比,培养基中特有的成分是______.
(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体.可以根据Rag2基因的______设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段.用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段.为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有______酶的酶切位点.将构建好的基因表达载体导入ES细胞的方法是______
(4)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______的抗体进行杂交实验.
正确答案
解析
解:(1)核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中,所以实验前要去除卵母细胞的细胞核.
(2)培养细胞过程中,要置于CO2培养箱中,CO2的主要作用是调节培养液PH,与培养植物细胞相比,培养基中特有的成分是动物血清.
(3)步骤③是将目的基因导入ES细胞,该过程之前需要构建基因表达载体;DNA复制只能从5’到3’,因此构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时,可以从图2中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C作为引物.由图可知,SamⅠ酶的识别序列和切割位点位于目的基因上,用该酶切割会破坏目的基因,因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时,可选用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ.将构建好的基因表达载体导入ES细胞的方法是显微注射法.
(4)为检测Rag2基因是否表达,可以采用抗原-抗体(Rag2蛋白)杂交法.
故答案为:
(1)细胞核
(2)调节培养液PH 动物血清
(3)核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ限制酶
(4)Rag2蛋白
扫码查看完整答案与解析