- 细胞工程
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如图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究,请据图分析回答:
(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿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.
(2)过程Ⅱ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.在哺乳动物早期发育过程中,囊胚的后一个阶段是______.
(3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是______,将获目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是______.
(4)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官.实验时,必须用X射线照射去除胸腺的小鼠,获得免疫缺陷小鼠,其目的是______,该过程研究的意义在于解决______问题.
正确答案
解析
解:(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿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营养物质,加入抗生素是为了防止杂菌污染.
(2)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.
(3)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法.构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用.
(4)在器官移植时,发生的免疫反应属于细胞免疫,细胞免疫主要是T细胞起作用.因此去除胸腺,不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞不会被排斥,从而获得免疫缺陷小鼠.该过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题.
故答案为:
(1)营养物质 防止杂菌污染
(2)发育的全能性 原肠胚
(3)显微注射法 使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够和发挥作用
(4)去除胸腺,不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植组织细胞不会被排斥 临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等
利用建立的诱导体系诱导小鼠胚胎干细胞向胰岛B细胞分化.下列判断错误的是( )
正确答案
解析
解:A、粗面型内质网上附着有核糖体,其排列也较滑面内质网规则,功能主要与蛋白质的合成有关.因此细胞中出现大量粗面型内质网,可初步判断胚胎干细胞发生了胰岛样分化,A正确;
B、用胰蛋白酶处理,使胚胎分散成单个细胞,B正确;
C、胚胎干细胞分化成胰岛B细胞的原因是基因的选择性表达,C错误;
D、小鼠胚胎干细胞都含有控制胰岛素合成的基因,只是胰岛素合成的基因在胚胎干细胞中没有表达,D正确.
故选:C.
下列关于干细胞和癌细胞的描述,不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、干细胞是具有正常分化能力的细胞,而癌细胞属于畸形分化的细胞,故A正确;
B、造血干细胞中虽含有人的全部遗传信息,但全能性受到限制,不能发育成完整个体,故B错误;
C、癌细胞能无限繁殖,干细胞分化程度低,也能分裂分化,故C正确;
D、细胞分化是一种持久性变化,一般来说,分化的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡,故D正确.
故选:B.
图1表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究,请据图分析回答下面的问题.
(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于饲养层上,并加入动物血清、______等物质,维持细胞______的状态.在此过程中,饲养层也提供干细胞增殖所需的______.
(2)过程Ⅲ中,将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是______.
(3)图2为哺乳动物精细胞变形成为精子的过程图解,请在相应位置,把相关结构连接起来.
______.
正确答案
抗生素
不分化
营养物质
目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
解析
解:(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于饲养层上,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营养物质,加入抗生素是为了防止杂菌污染.
(2)将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用.
(3)图中①是高尔基体,将形成精子的顶体⑤,②是线粒体,将形成图B中的⑦线粒体鞘,③是细胞核,将形成图B中的⑥精子头的主要部分,④是中心体,将发育成精子的尾⑧,如图:
故答案为:
(1)抗生素 不分化 营养物质
(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
(3)
下列关于哺乳动物胚胎干细胞的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎干细胞具有细胞核大、核仁明显和蛋白质合成旺盛等特点,A错误;
B、胚胎干细胞来源于早期胚胎和原始性腺,B错误;
C、胚胎干细胞在体外培养能增殖,必须诱导才能分化,C错误;
D、胚胎干细胞具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞,D正确.
故选:D.
下列有关胚胎工程的叙述,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胚胎移植时,通常需用促性腺激素处理供体,使之超数排卵,受体只需同期发情处理,A错误;
B、胚胎干细胞培养时需要制备饲养层来抑制其分化同时促进其生长,B正确;
C、胚胎分割时应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,并保证内细胞团均等分割,C错误;
D、培养不同时期胚胎的培养液所含的成分不相同,D错误.
故选:B.
下列有关干细胞叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、治疗性克隆是利用胚胎干细胞发育的全能性,克隆出相应器官,通过器官移植治疗疾病,A正确;
B、胚胎干细胞能够进行有丝分裂,具有细胞周期,神经干细胞分化形成的神经细胞属于高度分化的细胞,没有再增殖的能力,没有细胞周期,B正确;
C、细胞分化一般是不可逆的,C正确;
D、如果通过转基因技术,成功改进了某血友病女性的造血干细胞,使其凝血功能全部恢复正常,但其遗传物质没有发生变化,所以当她与正常男性结婚,婚后所生男孩都患病,女孩都正常,D错误.
故选:D.
日本科学家利用皮肤细胞“炮制”出 iPs细胞 (多能干细胞),赢得了2012年诺贝尔医学奖.与皮肤细胞相比,iPS细胞( )
正确答案
解析
解:A、皮肤细胞是高度分化的细胞,而iPS是多能干细胞,后者分化程度低,能分化多种细胞,A正确;
B、在衰老的细胞内水分会减少,代谢速率较慢,B错误;
C、iPS具有细胞周期,但没有癌变,不能无限增殖,C错误;
D、衰老细胞的细胞膜通透性改变,物质运输功能较低,iPS的运输功能没有降低,D错误.
故选:A.
(2015秋•寿光市校级月考)以下关于胚胎干细胞的叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、ES细胞的分离和培养可以应用于基础生物学、畜牧学和医学等方面,A正确;
B、ES细胞可用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合征、青少年型糖尿病和老年痴呆症等,B正确;
C、诱导ES细胞的定向分化治疗癌症、心脑血管疾病和某些组织器官的损伤,还处于临床试验阶段,C错误;
D、ES细胞是在体外条件下研究细胞分化的理想材料,D正确.
故选:C.
干细胞移植现己成为治疗糖尿病的一种临床新技术.自体骨髓于细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、骨髓干细胞的增殖方式是有丝分裂,则骨髓干细胞和胰岛样细胞的基因组成相同,但由于基因的选择性表达,则表达的产物不同,故A正确;
B、骨髓干细胞增殖分化成为胰岛样细胞过程中,遗传物质并没有发生改变,故B错误;
C、题中说“自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞”,因此胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化是有影响的,在此微环境中基因发生了选择性表达,故C错误;
D、由题意可知,骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同,基因表达产物不同,故D错误.
故选:A.
韩国“首席科学家”黄禹锡曾因发表有关人类胚胎干细胞论文的造假行为,被处以最高处分--撤销教授职务.胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞,可以分裂,分化形成各种组织干细胞.再进一步分化形成各种不同的组织细胞.下列叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、治疗性克隆最终目的是用于干细胞治疗,而非得到克隆个体.运用克隆技术获得人体早期胚胎,但目的不是将胚胎培育成人,而是为了提取全能型的胚胎干细胞,然后在合适的条件下,使其发育成为人体的任何一个器官,包括大脑、肌肉、血液和神经,所以治疗性克隆可以克隆器官,治疗疾病,A正确;
B、胚胎干细胞能进行有丝分裂,所以有细胞周期;神经干细胞分化形成的神经细胞不能再进行细胞分裂,所以没有细胞周期,B正确;
C、细胞分化是基因选择性表达的过程,是不可逆的,所以造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的,C正确;
D、如果通过转基因技术,成功改进了某血友病女性的造血干细胞,使其凝血功能全部恢复正常,但其遗传物质没有发生变化;所以当她与正常男性结婚,婚后所生男孩都患病,女孩都正常,D错误.
故选:D.
现代生物技术的发展,人们对细胞有了更多的认识,回答下列问题:
(1)胚胎干细胞在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的应用价值.囊胚期胚胎由______、囊胚腔和滋养层组成.前者将产生胚胎的所有组织和胚外结构,后者形成胎盘.首先用免疫外科方法去掉囊胚外围的滋养外胚层,再将得到的细胞平铺于______细胞上以防止分化,在高血清浓度条件下培养数天后,ES集落开始形成,大约每隔7d 进行分散和重新平铺,分散的方法可以是微吸管机械分散,也可以用______消化分散.目前已得到未分化状态、具正常双倍体核型及多向分化潜能的干细胞,已传三十多代并可______保存.
(2)Weiss等用细胞融合实验证明,分化的细胞中存在“闲置不用”的结构基因.他们把大鼠肝肿瘤细胞和小鼠成纤维细胞融合成______细胞,筛选出含有两套肝细胞染色体和一套成纤维细胞染色体的细胞.这些细胞既保持了合成______细胞3种特异蛋白的能力,也合成了小鼠肝细胞的这3种蛋白,但是在正常的成纤维细胞中从不合成这些.由此可见,融合实验证实了小鼠成纤维细胞______.
(3)由于细胞体积小,要通过显微操作装置在显微镜下进行解剖手术和微量注射.显微操作技术可用于______、______ 等技术.
正确答案
解析
解:(1)囊胚期的胚胎由内细胞团、囊胚腔和滋养层组成组成,ES细胞在饲养层细胞上,或在添加抑制因子的培养基中,能够维持不分化状态,ES集落可以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶消化为单个细胞.干细胞即能增殖,又可低温保存.
(2)不同细胞融合为杂交细胞,同一生物体的不同体细胞功能不同是基因选择性表达的结果,在特定的时间,这些“闲置基因”也可表达.
(3)显微注射技术可用于核移植、基因工程、胚胎分割.
故答案为:
(1)内细胞团 滋养层细胞上 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
(2)杂交细胞 大鼠肝肿瘤细胞 小鼠的成纤维细胞中含有不表达的肝细胞专一表达的基因,在特定条件下这些“闲置基因”也可表达
(3)核移植、基因注入(基因工程)、胚胎分割
某实验室做了如图所示的实验研究,下列相关叙述中正确的是( )
甲小鼠纤维母细胞诱导干细胞
干细胞、神经细胞、上皮细胞等.
正确答案
解析
解:A、原癌基因普遍存在于人和动物细胞的染色体上,原癌基因调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,因此肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞都含有原癌基因,A正确;
B、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,B错误;
C、诱导干细胞分化形成肝细胞、神经细胞、上皮细胞等,使得细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性的差异,但DNA没有发生改变,C错误;
D、诱导干细胞能连续分裂,具有细胞周期,而神经细胞属于高度分化的细胞,一般不进行细胞分裂,没有细胞周期,D错误.
故选:A.
通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞.有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、类胚胎干细胞具有全能性,因此可以分化形成多种类型的细胞,故A正确;
B、细胞分化的实质是基因选择性表达,遗传物质没有发生改变,也没有丢失某些基因,故B错误;
C、已分化的体细胞和未分化的干细胞二者功能有差异,形态也会有差异,故C错误;
D、由于细胞分化过程中基因的表达具有选择性,所以表达的基因不相同,故D错误.
故选:A.
科学家将四种遗传基因导入皮肤细胞,发现皮肤细胞可转化为具有胚胎干细胞特性的细胞即诱导多能干细胞(iPS).回答下列问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞是由早期胚胎或______中分离出来的一类细胞,在功能上具有______的全能性.
(2)在培养iPS的培养液中加入______,可以诱导iPS分化成不同的组织和器官,解决器官移植中的______和______两大难题.
(3)iPS的形成说明导入的四种遗传基因能够影响皮肤细胞中基因的______.皮肤细胞能够被诱导形成iPS,是因为皮肤细胞具有______.
(4)诱导多能干细胞(iPS)的分化能力______(低于或高于)受精卵.
正确答案
解析
解:(1)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,在功能上具有发育的全能性.
(2)在培养干细胞中需要加入分化诱导因子可以诱导干细胞进行分化成器官和组织,正好可以解决器官移植过程中的两个重要问题,即供体器官短缺和免疫排斥的问题.
(3)iPS的形成说明导入的四种遗传基因能够影响皮肤细胞中基因的表达,才能使高度分化的皮肤细胞失去了分化的特性,重新具有全能性,之所以能恢复全能性是因为皮肤细胞中具有生长发育所需要的全套基因.
(4)受精卵的全能性最高,因此诱导多能干细胞(iPS)的分化能力低于受精卵.
故答案为:
(1)原始性腺 发育
(2)分化诱导因子 供体器官短缺 免疫排斥
(3)表达(或转录、翻译) 全套的遗传信息
(4)低于
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