- 细胞工程
- 共5750题
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,在功能上具有发育的______.
(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)将四种遗传基因导入皮肤细胞需要用到的工具酶有______.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______.
正确答案
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)将基因导入受体细胞中需要先构建表达载体,需要限制酶和DNA连接酶,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.
故答案为:
(1)原始性腺 全能性
(2)分化诱导因子 供体器官短缺 免疫排斥
(3)限制酶和DNA连接酶 表达(或转录、翻译) 全套的遗传信息
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)将基因导入受体细胞中需要先构建表达载体,需要限制酶和DNA连接酶,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.
故答案为:
(1)原始性腺 全能性
(2)分化诱导因子 供体器官短缺 免疫排斥
(3)限制酶和DNA连接酶 表达(或转录、翻译) 全套的遗传信息
胚胎干细胞(ES细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的价值,胚胎干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入到这一研究领域中.根据相关知识,回答下列问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES细胞)是由______或原始性腺中分离出来的一类细胞,在功能上具有______,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞.
(2)ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料,ES细胞在______细胞上能维持不分化的状态.在培养液中加入______可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化.
(3)ES细胞的另一个重要的应用前景为体外诱导分化,从而培育出人造组织器官,进而解决临床上存在的供体器官不足和______问题.此外科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造:向器官______(填“供体”或“受体”)基因组中导入某种调节因子,以抑制______(抗原或抗体)决定基因的表达,或设法除去该基因,再结合______技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官.
正确答案
解:(1)胚胎干细胞(ES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
,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞.
(2)ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料,ES细胞在饲养层细胞上能维持不分化的状态.在培养液中加入 (分化)诱导因子可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化.
(3)ES细胞的另一个重要的应用前景为体外诱导分化,从而培育出人造组织器官,进而解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥问题.此外科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造:向器官供体基因组中导入某种调节因子,以抑制 抗原决定基因的表达,或设法除去该基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官.
故答案为:
(1)早期胚胎 发育的全能性
(2)饲养层 (分化)诱导因子
(3)免疫排斥 供体 抗原 克隆
解析
解:(1)胚胎干细胞(ES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
,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞.
(2)ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料,ES细胞在饲养层细胞上能维持不分化的状态.在培养液中加入 (分化)诱导因子可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化.
(3)ES细胞的另一个重要的应用前景为体外诱导分化,从而培育出人造组织器官,进而解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥问题.此外科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造:向器官供体基因组中导入某种调节因子,以抑制 抗原决定基因的表达,或设法除去该基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官.
故答案为:
(1)早期胚胎 发育的全能性
(2)饲养层 (分化)诱导因子
(3)免疫排斥 供体 抗原 克隆
2007年11月20日,美、日两国在《科学》和《细胞》两份顶级学术期刊上发表研究成果:将人体皮肤细胞改造成可以分化为多种细胞的“万能细胞”.如图是“万能细胞”的诞生过程,图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定其“全能性”的四个基因,将改造后的万能细胞植入小鼠身体上,植入的细胞长成了“肿瘤”,“肿瘤”中出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞.请据图回答下列问题:
(1)胚胎干细胞又称ES细胞,是由______中分离出来的一类细胞,如果胚胎发育到了囊胚期,这时的______细胞就是ES细胞.
(2)胚胎干细胞在在功能上具有发育的______.
(3)图中逆转录病毒的作用是______,过程③利用了逆转录病毒的______特性.
(4)万能干细胞经体外诱导分化,可以培育出人造组织器官,这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比,最大的优点是______.
(5)你支持“应立法保护利用胚胎干细胞进行克隆性治疗”吗?请陈述理由.______.
正确答案
解:(1)胚胎干细胞又称ES细胞,是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,如囊胚期的内细胞团细胞.
(2)胚胎干细胞体积较小,细胞核大,核仁明显,在功能上具有发育的全能性.
(3)图中逆转录病毒的作用是作为(基因工程的)载体,过程③是将目的基因导入受体细胞,该过程利用逆转录病毒的感染(宿主细胞)的特性.
(4)“万能细胞”经体外诱导分化培育的特殊细胞或器官移回病人体内,属于自体移植,这与异体器官移植相比,最大的优点是不会产生免疫排斥反应.
(5)通过胚胎干细胞克隆人体组织器官,用来治疗人类许多顽症,应立法保护利用胚胎干细胞进行克隆性治疗.(反对,通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞,胚胎是生命的开端,以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命,是违背伦理道德的)
故答案为:
(1)早期胚胎(或原始性腺) 内细胞团
(2)全能性
(3)作为基因工程的载体 感染(宿主细胞)
(4)不会产生免疫排斥反应
(5)支持,通过胚胎干细胞克隆人体组织器官,用来治疗人类许多顽症.(反对,通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞,胚胎是生命的开端,以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命,是违背伦理道德的)
解析
解:(1)胚胎干细胞又称ES细胞,是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,如囊胚期的内细胞团细胞.
(2)胚胎干细胞体积较小,细胞核大,核仁明显,在功能上具有发育的全能性.
(3)图中逆转录病毒的作用是作为(基因工程的)载体,过程③是将目的基因导入受体细胞,该过程利用逆转录病毒的感染(宿主细胞)的特性.
(4)“万能细胞”经体外诱导分化培育的特殊细胞或器官移回病人体内,属于自体移植,这与异体器官移植相比,最大的优点是不会产生免疫排斥反应.
(5)通过胚胎干细胞克隆人体组织器官,用来治疗人类许多顽症,应立法保护利用胚胎干细胞进行克隆性治疗.(反对,通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞,胚胎是生命的开端,以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命,是违背伦理道德的)
故答案为:
(1)早期胚胎(或原始性腺) 内细胞团
(2)全能性
(3)作为基因工程的载体 感染(宿主细胞)
(4)不会产生免疫排斥反应
(5)支持,通过胚胎干细胞克隆人体组织器官,用来治疗人类许多顽症.(反对,通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞,胚胎是生命的开端,以窒息一个生命的代价去挽救另一个生命,是违背伦理道德的)
美国政府批准首例胚胎干细胞(ES细胞)人体临床试验.请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(1)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,培养过程如下:早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞.在培养过程中,必须用______处理内细胞团,使之分散成单个细胞.胚胎干细胞的结构特点是______.在培养动物细胞时,培养液中加抗生素的目的是______
(2)体外培养胚胎干细胞时,通常要加入______ 等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的______和______;早期胚胎发育在______阶段以前的细胞是全能细胞.
(3)胚胎干细胞可作为培育转基因动物的受体细胞,被移入胚囊后,胚胎将发育成只有部分细胞具有目的基因的“嵌合体”,这种“嵌合体”的后代可能会丢失目的基因,原因是______.
(4)早期胚胎中的胚胎干细胞,不仅可以被应用于哺乳动物胚胎性别鉴定,还可被应用于______等领域.
(5)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有______.
正确答案
解:(1)动物细胞培养时,可以用胰蛋白酶处理内细胞团,使之分散成单个细胞,为了防止细菌污染,可在培养液中加入抗生素.胚胎干细胞的结构特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显.
(2)动物细胞培养过程中,培养基成分中通常加入动物血清,另外需要控制好适宜的温度、PH值;早期胚胎通常在囊胚的早期或桑椹胚时具有全能性.
(3)胚胎干细胞可作为培育转基因动物的受体细胞,被移入胚囊后,则嵌合体的细胞有的含目的基因,而有的不含有目的基因,
(4)胚胎干细胞可用于治疗某些顽症,培育出人造组织器官进行移植,用于研究细胞分化等.
(5)高度分化的动物的细胞核仍具有全能性.
故答案为:
(1)胰蛋白酶 细胞体积小、细胞核大、核仁明显 防止细菌污染
(2)血清 温度和PH 桑椹胚
(3)“嵌合体”的细胞有的含目的基因,有的不含如生殖细胞中可能不含
(4)胚胎干细胞可用于治疗某些顽症,培育出人造组织器官进行移植、研究细胞分化等
(5)全能性
解析
解:(1)动物细胞培养时,可以用胰蛋白酶处理内细胞团,使之分散成单个细胞,为了防止细菌污染,可在培养液中加入抗生素.胚胎干细胞的结构特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显.
(2)动物细胞培养过程中,培养基成分中通常加入动物血清,另外需要控制好适宜的温度、PH值;早期胚胎通常在囊胚的早期或桑椹胚时具有全能性.
(3)胚胎干细胞可作为培育转基因动物的受体细胞,被移入胚囊后,则嵌合体的细胞有的含目的基因,而有的不含有目的基因,
(4)胚胎干细胞可用于治疗某些顽症,培育出人造组织器官进行移植,用于研究细胞分化等.
(5)高度分化的动物的细胞核仍具有全能性.
故答案为:
(1)胰蛋白酶 细胞体积小、细胞核大、核仁明显 防止细菌污染
(2)血清 温度和PH 桑椹胚
(3)“嵌合体”的细胞有的含目的基因,有的不含如生殖细胞中可能不含
(4)胚胎干细胞可用于治疗某些顽症,培育出人造组织器官进行移植、研究细胞分化等
(5)全能性
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,然后小鼠的血糖浓度,结果如图所示(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).
Ⅱ.生物学家在研究中发现,给动物注射促甲状腺激素后最终导致下丘脑的促甲状腺激素释放激素分泌减少.但是不知是促甲状腺激素直接对下丘脑进行的反馈调节,还是通过促进甲状腺分泌甲状腺激素对下丘脑进行的反馈调节.探究实验如下:
(一)实验假设:促甲状腺激素通过促进甲状腺分泌甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节.
(二)材料用具:实验动物、可能用到的试剂、药品、手术器械等.
(三)实验思路:
(1)将实验动物均分为A、B两组,A为实验组,B为对照组,并测定两组动物血液中的______含量.
(2)用手术器械将A组动物的______器官切除,B组不做处理.
(3)对______组动物注射______.
(4)一段时间后,测量A、B两组动物血液中的______含量.
(四)实验结果:若______,则假设成立.
正确答案
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.
Ⅱ分析题干,要想证明“促甲状腺激素通过促进甲状腺分泌甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节”,就必须有两组实验,A组是切除甲状腺的实验动物,另一组不做处理的对照组,并注射等量的适宜浓度的促甲状腺激素,因变量是两组动物血液中的促甲状腺激素释放激素含量.若A组促甲状腺激素释放激素不减少(或增加),B组促甲状腺激素释放激素减少,则假设成立.
故答案为:
Ⅰ(1)胰蛋白
(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)
Ⅱ(1)促甲状腺激素释放激素
(2)甲状腺
(3)A、B两 等量的适宜浓度的促甲状腺激素
(4)促甲状腺激素释放激素
(四)A组促甲状腺激素释放激素不减少(或增加),B组促甲状腺激素释放激素减少
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.
Ⅱ分析题干,要想证明“促甲状腺激素通过促进甲状腺分泌甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节”,就必须有两组实验,A组是切除甲状腺的实验动物,另一组不做处理的对照组,并注射等量的适宜浓度的促甲状腺激素,因变量是两组动物血液中的促甲状腺激素释放激素含量.若A组促甲状腺激素释放激素不减少(或增加),B组促甲状腺激素释放激素减少,则假设成立.
故答案为:
Ⅰ(1)胰蛋白
(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)
Ⅱ(1)促甲状腺激素释放激素
(2)甲状腺
(3)A、B两 等量的适宜浓度的促甲状腺激素
(4)促甲状腺激素释放激素
(四)A组促甲状腺激素释放激素不减少(或增加),B组促甲状腺激素释放激素减少
(1)哺乳动物胚胎干细胞是从动物早期胚胎或胎儿的______中分离得到的一类细胞.其特点是:
①形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显;
②在功能上,具有______,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞;
③在体外培养的条件下,胚胎干细胞可以______.但是,如果在培养液中加入______,如牛磺酸、丁酞环腺苷酸等化学物质时,则可以将其诱导分化为不同类型的组织细胞.
(2)近年来单克隆抗体已广泛应用于基础理论与临床应用研究.在单克隆抗体的制备过程中包含如下重要步骤:
①免疫动物用目的抗原免疫小鼠,使小鼠产生效应B淋巴细胞;
②细胞融合采用一定的促融手段,促使效应B细胞与______融合;
③筛选细胞在特定的______上筛选出融合的杂种细胞;
④培养与检测对上面筛选出来的杂种细胞进行______和______,从而筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞;
⑤单克隆抗体的大量制备将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射人小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体.
正确答案
解:(1)哺乳动物胚胎干细胞是从动物早期胚胎或胎儿的原始性腺中分离得到的一类细胞.其特点是:
①形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显;
②在功能上,具有发育的全能性,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞;
③在体外培养的条件下,胚胎干细胞可以增殖而不分化.但如果在培养液中加入分化诱导因子,如牛磺酸、丁酞环腺苷酸等化学物质时,则可以将其诱导分化为不同类型的组织细胞.
(2)在单克隆抗体的制备过程中包含如下重要步骤:
①免疫动物用目的抗原免疫小鼠,使小鼠产生效应B淋巴细胞;
②采用一定的促融手段,促使效应B细胞与骨髓瘤细胞融合;
③在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞;
④对上面筛选出来的杂种细胞进行克隆化培养和(专一)抗体检测,从而筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞;
⑤单克隆抗体的大量制备将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射人小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体.
故答案为:
(1)原始性腺 ②发育的全能性 ③增殖而不分化 分化诱导因子
(2)②骨髓瘤细胞 ③选择培养基 ④克隆化培养 (专一)抗体检测
解析
解:(1)哺乳动物胚胎干细胞是从动物早期胚胎或胎儿的原始性腺中分离得到的一类细胞.其特点是:
①形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显;
②在功能上,具有发育的全能性,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞;
③在体外培养的条件下,胚胎干细胞可以增殖而不分化.但如果在培养液中加入分化诱导因子,如牛磺酸、丁酞环腺苷酸等化学物质时,则可以将其诱导分化为不同类型的组织细胞.
(2)在单克隆抗体的制备过程中包含如下重要步骤:
①免疫动物用目的抗原免疫小鼠,使小鼠产生效应B淋巴细胞;
②采用一定的促融手段,促使效应B细胞与骨髓瘤细胞融合;
③在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞;
④对上面筛选出来的杂种细胞进行克隆化培养和(专一)抗体检测,从而筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞;
⑤单克隆抗体的大量制备将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射人小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体.
故答案为:
(1)原始性腺 ②发育的全能性 ③增殖而不分化 分化诱导因子
(2)②骨髓瘤细胞 ③选择培养基 ④克隆化培养 (专一)抗体检测
目前,科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗,如器官移植、基因治疗等.请回答下列问题:
(1)人体器官移植面临的主要问题有______和免疫排斥,目前临床通过使用______抑制______的增殖来提高器官移植的成活率.
(2)EK细胞来源于早期胚胎或______,也可以通过______技术得到重组细胞后再进行相应处理获得.通过对患者的EK细胞进行______,可培育出特定人造组织器官,进而解决免疫排斥问题.
(3)人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植,但小型猪器官表面的某些抗原决定簇仍可引起免疫排斥.目前,科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造,在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的______,作用是______.
(4)基因工程技术还可用于基因诊断和基因治疗,基因诊断的基本原理是______,基因治疗的包括______和______两种方法.
正确答案
解:(1)人体器官移植面临的主要问题有免疫排斥和供体器官不足等,目前临床通过使用免疫抑制剂抑制T细胞的增殖来提高器官移植的成活率.
(2)EK细胞来源于囊胚期内细胞团细胞或原始性腺,也可以通过核移植技术得到重组细胞后再进行相应处理获得.胚胎干细胞具有发育的全能性,通过对患者的EK细胞进行定向分化,可培育出特定人造组织器官,进而解决免疫排斥问题.
(3)为了防止小型猪的器官替代人体器官进行移植时发生免疫排斥反应,科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造,在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的目的基因,作用是抑制小型猪器官表面抗原的表达.
(4)基因工程技术还可以用于基因诊断和基因治疗,基因诊断的基本原理是DNA分子杂交;基因治疗包括体内基因治疗和体外基因治疗两种方法.
故答案为:
(1)供体器官短缺 免疫抑制剂 T细胞
(2)胎儿原始性腺 核移植 体外定向诱导分化
(3)目的基因 抑制抗原决定基因的表达
(4)DNA分子杂交 体外基因治疗 体内基因治疗
解析
解:(1)人体器官移植面临的主要问题有免疫排斥和供体器官不足等,目前临床通过使用免疫抑制剂抑制T细胞的增殖来提高器官移植的成活率.
(2)EK细胞来源于囊胚期内细胞团细胞或原始性腺,也可以通过核移植技术得到重组细胞后再进行相应处理获得.胚胎干细胞具有发育的全能性,通过对患者的EK细胞进行定向分化,可培育出特定人造组织器官,进而解决免疫排斥问题.
(3)为了防止小型猪的器官替代人体器官进行移植时发生免疫排斥反应,科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造,在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的目的基因,作用是抑制小型猪器官表面抗原的表达.
(4)基因工程技术还可以用于基因诊断和基因治疗,基因诊断的基本原理是DNA分子杂交;基因治疗包括体内基因治疗和体外基因治疗两种方法.
故答案为:
(1)供体器官短缺 免疫抑制剂 T细胞
(2)胎儿原始性腺 核移植 体外定向诱导分化
(3)目的基因 抑制抗原决定基因的表达
(4)DNA分子杂交 体外基因治疗 体内基因治疗
如图表示一哺乳动物体内细胞的某些生命活动.请回答:
(1)a所代表的一类细胞被称为______,如果该动物是一成年优良种畜,人们可以利用a细胞,运用______技术及______ 技术,在短时间内获得一批遗传特性相同的后代.
(2)如图各细胞中,染色体数目肯定与正常体细胞不同的是______ (填图中字母),可发生等位基因相互分离的细胞是______ (填图中字母).
(3)如果一个d细胞经过分裂产生4种e细胞,则说明d细胞最可能发生了______,e获能后可与______ 期的卵子发生受精作用形成受精卵.
(4)从物质组成上分析,造成细胞h和i在形态结构和生理功能上发生差异的主要原因是两种细胞内的______ 等生物大分子不完全相同.
(5)图示细胞的生理活动中,可能发生的变异类型有______.
正确答案
解:(1)图中可以看出,a细胞可以分裂分化成多种细胞,因此a细胞为干细胞.干细胞具有较高的全能性,因此可以利用成年优良种畜的干细胞,运用核移植技术及胚胎(分割)移植 技术,在短时间内获得一批遗传特性相同的后代.
(2)图中c细胞为有丝分裂后期,其细胞的染色体是体细胞的两倍;而e细胞为精子,由于减分分裂的结果使染色体数目减半,因此精子中的染色体数是体细胞的一半.在减数第一次分裂后期时,等位基因随着同源染色体的分开而分离.
(3)图中d细胞为初级精母细胞,一般一个初级精母细胞经过减数分裂产生4个精子,并且4个精子两两相同,如果产生4种精子,说明初级精母细胞在四分体时期同源染色体非姐妹染色单体的片段交叉互换,精子获能后可与减数第二次分裂中期的卵子发生受精作用形成受精卵.
(4)细胞分化就是细胞在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程.细胞分化就是基因选择性表达的结果,即在转录和翻译水平上的差异,因此主要原因是两种细胞内的RNA、蛋白质等生物大分子不完全相同.
(5)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生基因突变和染色体变异,基因重组发生在减数分裂过程中.
故答案为:
(1)干细胞 核移植 胚胎(分割)移植
(2)c、e d
(3)同源染色体非姐妹染色单体的片段交叉互换 减数第二次分裂中期
(4)RNA、蛋白质
(5)基因突变、基因重组、染色体变异
解析
解:(1)图中可以看出,a细胞可以分裂分化成多种细胞,因此a细胞为干细胞.干细胞具有较高的全能性,因此可以利用成年优良种畜的干细胞,运用核移植技术及胚胎(分割)移植 技术,在短时间内获得一批遗传特性相同的后代.
(2)图中c细胞为有丝分裂后期,其细胞的染色体是体细胞的两倍;而e细胞为精子,由于减分分裂的结果使染色体数目减半,因此精子中的染色体数是体细胞的一半.在减数第一次分裂后期时,等位基因随着同源染色体的分开而分离.
(3)图中d细胞为初级精母细胞,一般一个初级精母细胞经过减数分裂产生4个精子,并且4个精子两两相同,如果产生4种精子,说明初级精母细胞在四分体时期同源染色体非姐妹染色单体的片段交叉互换,精子获能后可与减数第二次分裂中期的卵子发生受精作用形成受精卵.
(4)细胞分化就是细胞在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程.细胞分化就是基因选择性表达的结果,即在转录和翻译水平上的差异,因此主要原因是两种细胞内的RNA、蛋白质等生物大分子不完全相同.
(5)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生基因突变和染色体变异,基因重组发生在减数分裂过程中.
故答案为:
(1)干细胞 核移植 胚胎(分割)移植
(2)c、e d
(3)同源染色体非姐妹染色单体的片段交叉互换 减数第二次分裂中期
(4)RNA、蛋白质
(5)基因突变、基因重组、染色体变异
下列有关干细胞的问题:
(1)科学家在早期胚胎中发现了干细胞,它能在体外培养形成不同组织或器官.这些干细胞是在一定条件下通过______和______形成不同的组织或器官的.
(2)除了胚胎外,在脐血、骨髓、脑组织等也发现了干细胞,通过进一步研究,有希望用于患者的组织修复或器官移植.但在进行器官移植时,如果患者细胞表面的蛋白质类物质,与移植器官的不相同,则会引起排斥反应.所以最好选用______的干细胞培育的器官.
选项:A、患者本人 B、父母 C、子女 D、配偶.
正确答案
解:(1)早期胚胎中含有干细胞,具有发育的全能性,在一定条件下通过细胞分裂和细胞分化形成不同的组织或器官.
(2)患者细胞表面的蛋白质类物质,与移植器官的不相同,则会引起排斥反应.所以最好选用患者的干细胞培育的器官,降低免疫排斥反应,故选:A.
故答案为:
(1)细胞分裂 细胞分化
(2)( A )
解析
解:(1)早期胚胎中含有干细胞,具有发育的全能性,在一定条件下通过细胞分裂和细胞分化形成不同的组织或器官.
(2)患者细胞表面的蛋白质类物质,与移植器官的不相同,则会引起排斥反应.所以最好选用患者的干细胞培育的器官,降低免疫排斥反应,故选:A.
故答案为:
(1)细胞分裂 细胞分化
(2)( A )
转基因动物对医学的重要意义在于利用这种动物建立人类疾病模型,以研究疾病发生的机制,并用作诊断、治疗和药物筛选的有效工具.图示常用的转基因小鼠模型的建立过程:
(1)胚胎干细胞可取自鼠a的______.胚胎干细胞在功能上具有______,在形态上表现为______等特点.
(2)图示受体胚胎处于______期,已整合转移基因的胚胎干细胞注入受体胚胎的位置d的名称是______.
(3)鼠c在接受胚胎之前需用激素进行______处理.
(4)鼠a、鼠b、鼠c的性别分别是______.
正确答案
解:(1)胚胎干细胞可取自鼠a的早期胚胎或原始性腺.功能上具有发育的全能性,在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显等特点.
(2)图示受体胚胎处于囊胚期,聚集在胚胎一端,个体较大的细胞,为内细胞团,具有发育的全能性;据图分析,已整合转移基因的胚胎干细胞注入受体胚胎的内细胞团.
(3)鼠c为受体,在接受胚胎之前需用激素进行同期发情处理,为供体胚胎移植到受体提供相同的生理环境.
(4)鼠a提供胚胎干细胞,性别是雄或雌;鼠b提供早期胚胎,性别为雌性;鼠c是接受胚胎的受体,性别为雌性.
故答案为:
(1)早期胚胎或原始性腺 发育的全能性 体积小、细胞核大、核仁明显
(2)囊胚 内细胞团
(3)同期发情
(4)雄或雌、雌性、雌性
解析
解:(1)胚胎干细胞可取自鼠a的早期胚胎或原始性腺.功能上具有发育的全能性,在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显等特点.
(2)图示受体胚胎处于囊胚期,聚集在胚胎一端,个体较大的细胞,为内细胞团,具有发育的全能性;据图分析,已整合转移基因的胚胎干细胞注入受体胚胎的内细胞团.
(3)鼠c为受体,在接受胚胎之前需用激素进行同期发情处理,为供体胚胎移植到受体提供相同的生理环境.
(4)鼠a提供胚胎干细胞,性别是雄或雌;鼠b提供早期胚胎,性别为雌性;鼠c是接受胚胎的受体,性别为雌性.
故答案为:
(1)早期胚胎或原始性腺 发育的全能性 体积小、细胞核大、核仁明显
(2)囊胚 内细胞团
(3)同期发情
(4)雄或雌、雌性、雌性
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)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至______期的内细胞团或胎儿的______中分离得到的一类细胞.
(2)图中分化程度最低的干细胞是______.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.
(3)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,骨髓移植的实质是将上图中的______细胞移植到患者体内.
(4)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体细胞的是成熟的______,其原因是______.
正确答案
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.细胞分化是机体细胞中基因选择性表达的结果.
(3)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.
(4)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.
故答案为:
(1)囊胚 原始性腺细胞
(2)胚胎干细胞 选择性表达
(3)造血干细胞
(4)红细胞 细胞中无细胞核
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.细胞分化是机体细胞中基因选择性表达的结果.
(3)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.
(4)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.
故答案为:
(1)囊胚 原始性腺细胞
(2)胚胎干细胞 选择性表达
(3)造血干细胞
(4)红细胞 细胞中无细胞核
科学家通过转入四种基因可将体细胞诱导形成多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞具有胚胎干细胞的类似功能.如图是设想用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的流程,请回答:
(1)胚胎干细胞来源于______或______,经诱导能发育成各种细胞、组织或器官.
(2)过程①的培养液中除合成培养基的成分外,还需添加______等天然成分.
(3)过程②进行时,需要先利用______技术将四种目的基因扩增,该技术的原理是______,该技术中用到的酶的特点是______,基因工程中的核心步骤是______.
(4)如果基因工程中的受体细胞是大肠杆菌,则通常要用______处理大肠杆菌,使其成为______细胞,便于吸收周围环境中的DNA分子.
正确答案
解:(1)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺.
(2)动物细胞培养时,在培养液中还需要加入血清、血浆等天然成分.
(3)利用PCR技术可进行基因扩增,该技术的原理是DNA复制;PCR技术是在较高温度下进行的,因此该技术中用到的酶要能耐高温;基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.
(4)将目的基因导入微生物细胞时,需要Ca2+处理微生物细胞,使其成为感受态细胞,便于吸收周围环境中的DNA分子.
故答案为:
(1)早期胚胎 原始性腺
(2)血清、血浆
(3)PCR DNA双链复制原理 耐高温 基因表达载体的构建
(4)Ca2+ 感受态
解析
解:(1)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺.
(2)动物细胞培养时,在培养液中还需要加入血清、血浆等天然成分.
(3)利用PCR技术可进行基因扩增,该技术的原理是DNA复制;PCR技术是在较高温度下进行的,因此该技术中用到的酶要能耐高温;基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.
(4)将目的基因导入微生物细胞时,需要Ca2+处理微生物细胞,使其成为感受态细胞,便于吸收周围环境中的DNA分子.
故答案为:
(1)早期胚胎 原始性腺
(2)血清、血浆
(3)PCR DNA双链复制原理 耐高温 基因表达载体的构建
(4)Ca2+ 感受态
【生物--选修3现代生物科技专题】
日前,英国研究人员利用最新的3D打印技术,“打印”出了活体胚胎干细胞.实验证明,这些干细胞仍保持着人体胚胎干细胞的正常分化能力.科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞,在实验室已成功克隆出了数个人体胚胎,进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞.请回答:
(1)自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或______中分离出来的一类细胞.
(2)上述过程中要应用到的动物细胞工程技术有______、______.胚胎干细胞在形态上表现为体积小,细胞核大,______明显;在功能上具有______.
(3)将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起丁基因突变,在分子水平上需要采用______技术.
(4)若选用囊胚进行胚胎分割,要注意对其______做到均等分割.
(5)胚胎移植是否成功,与供体和受体的生理状况有关.大量的研究已经证明,为胚胎在受体内存活提供可能的生理基础是______.
正确答案
解:(1)胚胎干细胞的来源是哺乳动物的早期胚胎或原始性腺.
(2)科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞,利用(体)细胞核移植形成重组(杂交)细胞,再利用动物细胞培养克隆出数个人体胚胎.胚胎干细胞在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性.
(3)要检测基因突变,属于分子水平上,需要采用DNA分子杂交(基因探针)技术,通过观察杂交带进行检测.
(4)若选用囊胚进行胚胎分割,要注意对其内细胞团均等分割.内细胞团是全能干细胞,若分割不均,可能影响分割后胚胎的发育.
(5)胚胎移植时,为胚胎在受体内存活提供可能的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应.
故答案为:
(1)原始性腺
(2)动物细胞培养 (体)细胞核移植 核仁 发育的全能性
(3)DNA分子杂交(基因探针)
(4)内细胞团
(5)受体与子宫内的供体胚胎基本不发生免疫排斥反应
解析
解:(1)胚胎干细胞的来源是哺乳动物的早期胚胎或原始性腺.
(2)科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞,利用(体)细胞核移植形成重组(杂交)细胞,再利用动物细胞培养克隆出数个人体胚胎.胚胎干细胞在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性.
(3)要检测基因突变,属于分子水平上,需要采用DNA分子杂交(基因探针)技术,通过观察杂交带进行检测.
(4)若选用囊胚进行胚胎分割,要注意对其内细胞团均等分割.内细胞团是全能干细胞,若分割不均,可能影响分割后胚胎的发育.
(5)胚胎移植时,为胚胎在受体内存活提供可能的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应.
故答案为:
(1)原始性腺
(2)动物细胞培养 (体)细胞核移植 核仁 发育的全能性
(3)DNA分子杂交(基因探针)
(4)内细胞团
(5)受体与子宫内的供体胚胎基本不发生免疫排斥反应
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②所示的细胞是______.
(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是______、______.
(3)过程④的完成需要用到的基因操作工具有______.
(4)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:(1)由以上分析可知:囊胚中含有内细胞团和滋养层细胞,其中内细胞团具有发育的全能性,作为基因工程的受体细胞,因此图中②是内细胞团.
(2)由以上分析可知:图中③将体细胞的核移植到去核的卵细胞中,表示核移植技术;④将健康胰岛β细胞基因导入受体细胞中,表示基因工程技术.
(3)④(基因工程)操作工具有限制酶、DNA连接酶、运载体.
(4)图示方法所得细胞的细胞核来自于患者自身,与一般的异体移植相比最大的优点是没有免疫排斥反应.
故答案为:
(1)内细胞团细胞(胚胎干细胞)
(2)核移植技术 转基因技术(基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)限制酶、DNA连接酶、运载体
(4)没有排斥反应
解析
解:(1)由以上分析可知:囊胚中含有内细胞团和滋养层细胞,其中内细胞团具有发育的全能性,作为基因工程的受体细胞,因此图中②是内细胞团.
(2)由以上分析可知:图中③将体细胞的核移植到去核的卵细胞中,表示核移植技术;④将健康胰岛β细胞基因导入受体细胞中,表示基因工程技术.
(3)④(基因工程)操作工具有限制酶、DNA连接酶、运载体.
(4)图示方法所得细胞的细胞核来自于患者自身,与一般的异体移植相比最大的优点是没有免疫排斥反应.
故答案为:
(1)内细胞团细胞(胚胎干细胞)
(2)核移植技术 转基因技术(基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)限制酶、DNA连接酶、运载体
(4)没有排斥反应
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:(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
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
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