- 细胞工程
- 共5750题
请仔细阅读下列材料后回答有关问题:
材料一、科学家经过数年的研究,从成年小鼠内耳感受器上成功的分离出能够分化毛细胞、支持细胞和神经元的多潜能干细胞;此外成功的定向诱导干细胞分化为内耳毛细胞,这两项研究干细胞治疗感音神经性耳聋开辟了一条新的途径.
材料二、德国科学家利用对老鼠胚胎干细胞进行特定基因操作再植入老鼠体内的方法,使患糖尿病老鼠的健康状况取得明显好转.科学家希望这一成果将有助于治疗人类的糖尿病.科学家在动物试验中首先对老鼠胚胎干细胞中一种名为“PAX4”的“开关基因”进行特定处理,使之可以持续稳定地发挥“开关”作用,承担起调节胰岛素分泌的任务.随后,科学家们再将这一处理后的胚胎干细胞植入糖尿病鼠体内,结果发现其病情有明显好转.
(1)胚胎干细胞可以从______(填早期或晚期)胚胎(如囊胚中的内细胞团)分离培养,也可以从______中分离培养.
(2)胚胎干细胞和植物组织培养一样,要利用培养基进行培养.培养胚胎干细胞培养基的成分中______等是植物细胞培养基所没有的.
(3)胚胎干细胞之所以能分化成内耳毛细胞,是因为胚胎干细胞生长旺盛,分裂、分化能力______(填强或弱).
(4)德国科学家利用对老鼠胚胎干细胞进行特定基因操作再植入老鼠体内的工程技术是______.
(5)胚胎干细胞治疗糖尿病的机理是:能够在体内分化再生成______,恢复其数量,能够按照机体需求分泌______,从而达到降解______的目的,使体内的血糖达到平衡.
正确答案
解:(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎(如囊胚中的内细胞团)分离培养,也可以从原始性腺中分离培养.
(2)培养胚胎干细胞培养基的成分中动物血清(血浆)等是植物细胞培养基所没有的.
(3)胚胎干细胞之所以能分化成内耳毛细胞,是因为胚胎干细胞生长旺盛,分裂、分化能力强.
(4)德国科学家利用对老鼠胚胎干细胞进行特定基因操作再植入老鼠体内的工程技术是转基因工程.
(5)胚胎干细胞治疗糖尿病的机理是:能够在体内分化再生成胰岛B细胞,恢复其数量,能够按照机体需求分泌胰岛素,从而达到降解血糖的目的,使体内的血糖达到平衡.
故答案为:
(1)早期原始性腺
(2)动物血清(血浆)
(3)强
(4)转基因工程
(5)胰岛B细胞 胰岛素 血糖
解析
解:(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎(如囊胚中的内细胞团)分离培养,也可以从原始性腺中分离培养.
(2)培养胚胎干细胞培养基的成分中动物血清(血浆)等是植物细胞培养基所没有的.
(3)胚胎干细胞之所以能分化成内耳毛细胞,是因为胚胎干细胞生长旺盛,分裂、分化能力强.
(4)德国科学家利用对老鼠胚胎干细胞进行特定基因操作再植入老鼠体内的工程技术是转基因工程.
(5)胚胎干细胞治疗糖尿病的机理是:能够在体内分化再生成胰岛B细胞,恢复其数量,能够按照机体需求分泌胰岛素,从而达到降解血糖的目的,使体内的血糖达到平衡.
故答案为:
(1)早期原始性腺
(2)动物血清(血浆)
(3)强
(4)转基因工程
(5)胰岛B细胞 胰岛素 血糖
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: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
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
科学家通过Lazl基因的异位表达,在体内将小鼠胚胎干细胞同时诱导出了游动的精子和卵子.请回答:
(1)胚胎干细胞可来源于囊胚期的______或胎儿的原始性腺.其在体外培养能不断增殖、自我更新,在功能上具有发育的______.
(2)胚胎干细胞的培养和诱导等操作均需在严格的______环境条件下操作,且配制的合成培养液通常需要加入______等一些天然成分,还要向培养液中通入一定量的氧气和二氧化碳,氧气参与细胞代谢,二氧化碳可以维持培养基的______.
(3)若将诱导的精子和卵子进行体外受精,对精子进行获能处理的常用方法是______和______.判断哺乳动物的卵子已经受精的重要标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到______.
(4)将早期胚胎分割、移植可获得多个同卵胚胎,这属于动物的______生殖,胚胎分割时要将______均等分割.
正确答案
解:(1)胚胎干细胞可来源于囊胚期的内细胞团或胎儿的原始性腺,具有发育的全能性.
(2)胚胎工程需要严格无菌、无毒环境,合成培养液通常需要加入血浆、血清,向培养液中通入一定量的二氧化碳,可以维持培养基的PH稳定.
(3)体外受精要对精子进行获能处理,使精子获得受精能力,方法有培养法和化学诱导法;减数分裂第二次分裂是在精子和卵细胞结合过程中完成是,故在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体,表明哺乳动物的卵子已经受精.
(4)胚胎分割属于无性繁殖.分割时要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育.
故答案为:
(1)内细胞团 全能性
(2)无菌、无毒 血浆、血清 PH稳定
(3)培养法 化学诱导法 两个极体
(4)无性 内细胞团
解析
解:(1)胚胎干细胞可来源于囊胚期的内细胞团或胎儿的原始性腺,具有发育的全能性.
(2)胚胎工程需要严格无菌、无毒环境,合成培养液通常需要加入血浆、血清,向培养液中通入一定量的二氧化碳,可以维持培养基的PH稳定.
(3)体外受精要对精子进行获能处理,使精子获得受精能力,方法有培养法和化学诱导法;减数分裂第二次分裂是在精子和卵细胞结合过程中完成是,故在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体,表明哺乳动物的卵子已经受精.
(4)胚胎分割属于无性繁殖.分割时要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育.
故答案为:
(1)内细胞团 全能性
(2)无菌、无毒 血浆、血清 PH稳定
(3)培养法 化学诱导法 两个极体
(4)无性 内细胞团
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:(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.
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.
科学家从哺乳动物早期胚胎中分离出一类胚胎干细胞(ES细胞),并进一步将ES细胞诱导分化出某些组织细胞,如图所示:
(1)过程①中胚胎干细胞(ES细胞)可由囊胚的______分离培养获得.ES细胞体积小,细胞核大、核仁明显,在功能上具有发育的______.
(2)过程②中相同的胚胎干细胞可产生多种多样的细胞,其本质原因是______.
(3)获得的动物细胞的初次培养称为______,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为______.在培养过程中,将细胞置于5% CO2的气体环境中,CO2的作用是______.为防止杂菌的污染培养基中要加入一定的______.
(4)科学家已能利用患者的体细胞去分化获得与ES细胞功能相似的诱导性多能干细胞(iPS),人类有望利用iPS细胞进行定向______后用于糖尿病、肝衰竭、心衰竭等疾病的细胞移植治疗,而不会发生______反应.
正确答案
解:(1)囊胚中有滋养层细胞和内细胞团细胞,其中内细胞团细胞为胚胎干细胞;胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性.
(2)细胞分化的根本原因是基因的选择性表达.
(3)获得动物细胞的初次培养为原代培养;培养的细胞生长到铺满培养皿底部时停止分裂,这种现象叫做接触抑制;动物细胞培养的条件之一为气体环境,其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH;如要防止杂菌污染,可以向培养基中添加抗生素.
(4)诱导性多能干细胞可以定向分化成胰岛细胞、肝细胞或心肌细胞等来治疗糖尿病、肝衰竭和心衰竭等疾病;由于诱导性多能干细胞来自患者自身体细胞,不会发生免疫排斥反应.
故答案为:
(1)内细胞团细胞 全能性
(2)基因的选择性表达
(3)原代培养 接触抑制 维持培养基(液)的PH稳定 抗生素
(4)诱导分化 免疫排斥
解析
解:(1)囊胚中有滋养层细胞和内细胞团细胞,其中内细胞团细胞为胚胎干细胞;胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性.
(2)细胞分化的根本原因是基因的选择性表达.
(3)获得动物细胞的初次培养为原代培养;培养的细胞生长到铺满培养皿底部时停止分裂,这种现象叫做接触抑制;动物细胞培养的条件之一为气体环境,其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH;如要防止杂菌污染,可以向培养基中添加抗生素.
(4)诱导性多能干细胞可以定向分化成胰岛细胞、肝细胞或心肌细胞等来治疗糖尿病、肝衰竭和心衰竭等疾病;由于诱导性多能干细胞来自患者自身体细胞,不会发生免疫排斥反应.
故答案为:
(1)内细胞团细胞 全能性
(2)基因的选择性表达
(3)原代培养 接触抑制 维持培养基(液)的PH稳定 抗生素
(4)诱导分化 免疫排斥
[现代生物技术]
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______,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______细胞或原始性腺,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)基因工程技术还可以用于基因诊断和基因治疗,基因治疗包括______两种方法.
(4)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______.
(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时,也对人们的传统观念造成极大冲击,我国政府的态度是禁止______性克隆人.
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)基因工程技术还可以用于基因诊断和基因治疗,基因治疗包括体内基因治疗和体外基因治疗两种方法.
(4)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.
(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时,也对人们的传统观念造成极大冲击,我国政府的态度是禁止生殖性克隆人,而不反对治疗性克隆.
故答案为:
(1)免疫排斥 供体器官不足等
(2)囊胚期内细胞团 核移植 定向分化
(3)体内基因治疗和体外基因治疗
(4)目的基因 抑制小型猪器官表面抗原的表达
(5)生殖
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)基因工程技术还可以用于基因诊断和基因治疗,基因治疗包括体内基因治疗和体外基因治疗两种方法.
(4)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.
(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时,也对人们的传统观念造成极大冲击,我国政府的态度是禁止生殖性克隆人,而不反对治疗性克隆.
故答案为:
(1)免疫排斥 供体器官不足等
(2)囊胚期内细胞团 核移植 定向分化
(3)体内基因治疗和体外基因治疗
(4)目的基因 抑制小型猪器官表面抗原的表达
(5)生殖
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:(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
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
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:(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
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
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:(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
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
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,是从______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)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.
(3)“万能细胞”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______.
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)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.
(3)“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.
故答案为:
(1)早期胚胎 内细胞团
(2)作为基因工程的载体 感染(宿主细胞)
(3)不会产生免疫排斥反应
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)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.
(3)“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.
故答案为:
(1)早期胚胎 内细胞团
(2)作为基因工程的载体 感染(宿主细胞)
(3)不会产生免疫排斥反应
美英两国的两位科学家因为在胚胎干细胞研究方面的“基因靶向”技术获得2007年度诺贝尔生理学或医学奖.通过“基因靶向”技术可以对小鼠染色体组进行特异性的遗传修饰,包括简单的“基因敲除”、点突变的引入、染色体组大片段的删除和重排以及外源基因的定位整合等.如图是“基因靶向”技术的主要步骤,请据图回答下列问题:
(1)ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为______,在功能上具有______.
(2)在胚胎移植过程中,供、受体动物选择好后,要用激素进行同期发情处理的原因是______,以保证移植的胚胎能够继续正常发育.
(3)复合型免疫缺陷症是一种遗传病,实施基因治疗的一般方法是取患者的______作为受体细胞,将正常的外源基因插入受体细胞后,再回输体内,以替代、修复或纠正有缺陷的基因,但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱,而“基因靶向”技术很好地解决了这一问题.
(4)要检测上述小鼠染色体的DNA上是否插入了靶基因可采用______,DNA分子探针要用______标记.
(5)上述步骤所涉及的动物细胞培养过程中,进行传代培养时用胰蛋白酶分散细胞,如果改用胃蛋白酶行吗?为什么?______
(6)与动物细胞培养不同,植物组织培养最终能形成完整的植株,可应用于快速繁殖.广东省是我国甘蔗主产区之一,请简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程:______.
正确答案
解:(1)ES细胞具有胚胎细胞的特性,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.
(2)在胚胎移植过程中,供、受体动物选择好后,要用激素进行同期发情处理的原因是使供、受体的生理状态相同,以保证移植的胚胎能够继续正常发育.
(3)复合型免疫缺陷症是一种遗传病,实施基因治疗的一般方法是取患者的淋巴细胞(脐带血细胞)作为受体细胞,将正常的外源基因插入受体细胞后,再回输体内,以替代、修复或纠正有缺陷的基因,但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱,“基因靶向”技术可以对染色体组进行特异性的遗传修饰.
(4)要检测上述小鼠染色体的DNA上是否插入了靶基因可采用DNA分子杂交技术,DNA分子探针要用放射性同位素(或荧光分子等)标记.
(5)动物细胞培养过程中用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质.胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,所以用胃蛋白酶不行.
(6)植物组织培养可应用于快速繁殖.则甘蔗大规模快速繁殖技术的过程:选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗);可采用茎尖(分生组织)组织培养的方法获得脱毒香蕉苗.
故答案为:
(1)体积小,细胞核大,核仁明显 发育的全能性
(2)使供、受体的生理状态相同
(3)淋巴细胞(脐带血细胞)
(4)DNA分子杂交技术 放射性同位素(或荧光分子等)
(5)不行,胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,所以用胃蛋白酶不行.
(6)选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗)
解析
解:(1)ES细胞具有胚胎细胞的特性,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.
(2)在胚胎移植过程中,供、受体动物选择好后,要用激素进行同期发情处理的原因是使供、受体的生理状态相同,以保证移植的胚胎能够继续正常发育.
(3)复合型免疫缺陷症是一种遗传病,实施基因治疗的一般方法是取患者的淋巴细胞(脐带血细胞)作为受体细胞,将正常的外源基因插入受体细胞后,再回输体内,以替代、修复或纠正有缺陷的基因,但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱,“基因靶向”技术可以对染色体组进行特异性的遗传修饰.
(4)要检测上述小鼠染色体的DNA上是否插入了靶基因可采用DNA分子杂交技术,DNA分子探针要用放射性同位素(或荧光分子等)标记.
(5)动物细胞培养过程中用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质.胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,所以用胃蛋白酶不行.
(6)植物组织培养可应用于快速繁殖.则甘蔗大规模快速繁殖技术的过程:选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗);可采用茎尖(分生组织)组织培养的方法获得脱毒香蕉苗.
故答案为:
(1)体积小,细胞核大,核仁明显 发育的全能性
(2)使供、受体的生理状态相同
(3)淋巴细胞(脐带血细胞)
(4)DNA分子杂交技术 放射性同位素(或荧光分子等)
(5)不行,胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,所以用胃蛋白酶不行.
(6)选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗)
2006年年初,美国33名诺贝尔奖获得者联名上书国会,要求政府支持对胚胎干细胞的研究.胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞,具有发育的全能性,它可进一步分化发育成各种组织干细胞,进而分化成各种不同的组织细胞.因此在临床上具有极大的应用价值.下图示干细胞的培养过程:
请分析回答:
(1)图中哪一阶段的细胞是胚胎干细胞?______.胚胎干细胞在形态和功能上有什么特征?______.
(2)胚胎干细胞具有发育全能性的原因是什么?______.
(3)自然条件下,造血干细胞不能分化出皮肤、神经等其他组织细胞的原因是:______.
(4)由于胚胎干细胞具有巨大的临床应用前景,一些国家已开始或准备放宽对胚胎干细胞研究的限制,随着人胚胎干细胞研究的不断深入以及逐渐被社会所认可,人胚胎干细胞以及“治疗性克隆”的研究必将获得稳步发展.
①人类“治疗性克隆”属于生物工程的______技术;
②科学家为何要将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中进行培养?______.
③若将上述技术用于克隆人,则需要进行______的过程,目前世界上绝大多数国家反对进行克隆人,我国政府的态度是______.
正确答案
解:(1)由于胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺,因此图中④⑤阶段的细胞是胚胎干细胞,该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,是具有自我更新和分化潜能的细胞.
(2)胚胎干细胞中含有全部的遗传信息,能够全部有序表达,因此该细胞具有发育全能性.
(3)由于造血干细胞初步分化,基因的选择性表达,因此自然条件下,造血干细胞不能分化出皮肤、神经等其他组织细胞.
(4)①人类“治疗性克隆”属于生物工程的细胞工程技术;
②由于卵细胞的细胞质可以为其提供表达全能性的环境,而体细胞的细胞质的全能性受到限制,因此科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中进行培养.
③若将上述技术用于克隆人,则需要进行胚胎移植的过程,目前世界上绝大多数国家反对进行克隆人,我国政府的态度是禁止生殖性克隆,不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但不反对治疗性克隆.
故答案为:
(1)④⑤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,是具有自我更新和分化潜能的细胞
(2)细胞中含有全部的遗传信息,能够全部有序表达.
(3)细胞初步分化,基因的选择性表达
(4)①细胞工程
②卵细胞的细胞质可以为其提供表达全能性的环境.
③胚胎移植 禁止生殖性克隆,不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但不反对治疗性克隆
解析
解:(1)由于胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺,因此图中④⑤阶段的细胞是胚胎干细胞,该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,是具有自我更新和分化潜能的细胞.
(2)胚胎干细胞中含有全部的遗传信息,能够全部有序表达,因此该细胞具有发育全能性.
(3)由于造血干细胞初步分化,基因的选择性表达,因此自然条件下,造血干细胞不能分化出皮肤、神经等其他组织细胞.
(4)①人类“治疗性克隆”属于生物工程的细胞工程技术;
②由于卵细胞的细胞质可以为其提供表达全能性的环境,而体细胞的细胞质的全能性受到限制,因此科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中进行培养.
③若将上述技术用于克隆人,则需要进行胚胎移植的过程,目前世界上绝大多数国家反对进行克隆人,我国政府的态度是禁止生殖性克隆,不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但不反对治疗性克隆.
故答案为:
(1)④⑤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,是具有自我更新和分化潜能的细胞
(2)细胞中含有全部的遗传信息,能够全部有序表达.
(3)细胞初步分化,基因的选择性表达
(4)①细胞工程
②卵细胞的细胞质可以为其提供表达全能性的环境.
③胚胎移植 禁止生殖性克隆,不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但不反对治疗性克隆
胚胎干细胞(ES细胞)的研究是当前生物技术领域研究的热点之一,尤其是在生产转基因动物方面具有极大的科研及应用价值.下图表示利用胚胎干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滋养层上,并加入______、抗生素等物质,维持细胞不分化的状态.在此过程中,滋养层提供干细胞增殖所需的营养物质,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中,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)通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品,可以确定该小鼠体内是否成功发生了基因的同源重组.这种检测方法是______.
(5)胚胎工程的主要技术有______(写出两种).
正确答案
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)检测目的基因是否翻译出蛋白质产品,通常从转基因小鼠体内提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交,若有杂交带出现,表明目的基因已形成蛋白质产品.
(5)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、胚胎干细胞培养技术等.
故答案为:
(1)动物血清 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,使目的基因能够发挥作用(4)抗原-抗体杂交
(5)体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎干细胞培养技术(写出两种即可)
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)检测目的基因是否翻译出蛋白质产品,通常从转基因小鼠体内提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交,若有杂交带出现,表明目的基因已形成蛋白质产品.
(5)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、胚胎干细胞培养技术等.
故答案为:
(1)动物血清 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,使目的基因能够发挥作用(4)抗原-抗体杂交
(5)体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎干细胞培养技术(写出两种即可)
【现代生物科技专题】
美英两国的两位科学家因为在胚胎干细胞研究方面的“基因靶向”技术获得2007年度诺贝尔生理学或医学奖.通过“基因靶向”技术可以对小鼠染色体组进行特异性的遗传修饰,包括简单的“基因敲除”、点突变的引入、染色体组大片段的删除和重排以及外源基因的定位整合等.如图是“基因靶向”技术的主要步骤,请据图回答下列问题:
(1)ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为______,在功能上,具有______.
(2)复合型免疫缺陷症是一种遗传病,实施基因治疗的一般方法是取患者的______作为受体细胞,将正常的外源基因插入受体细胞后,再回输体内,以替代、修复或纠正有缺陷的基因,但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱,而______很好地解决了这一问题.
(3)上述步骤所涉及的动物细胞培养过程中,进行传代培养时用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是______.改用胃蛋白酶行吗?为什么?______
(4)与动物细胞培养不同,植物组织培养最终能形成完整的植株,可应用于快速繁殖.广东省是我国甘蔗主产区之一,请简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程:______.脱毒香蕉苗的获得,可采用______的方法.
正确答案
解:(1)ES细胞具有胚胎细胞的特性,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.
(2)复合型免疫缺陷症是一种遗传病,实施基因治疗的一般方法是取患者的淋巴细胞(脐带血细胞)作为受体细胞,将正常的外源基因插入受体细胞后,再回输体内,以替代、修复或纠正有缺陷的基因,但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱,“基因靶向”技术可以对染色体组进行特异性的遗传修饰.
(3)动物细胞培养过程中用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质.不能改用胃蛋白酶行吗,因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4.
(4)植物组织培养可应用于快速繁殖.则甘蔗大规模快速繁殖技术的过程:选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗);可采用茎尖(分生组织)组织培养的方法获得脱毒香蕉苗.
故答案为:
(1)体积小,细胞核大,核仁明显 发育的全能性
(2)淋巴细胞(脐带血细胞)“基因靶向”技术
(3)蛋白质 不行,胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,所以用胃蛋白酶不行.
(4)选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗).(画出流程图也给分.)
茎尖(分生组织)组织培养
解析
解:(1)ES细胞具有胚胎细胞的特性,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.
(2)复合型免疫缺陷症是一种遗传病,实施基因治疗的一般方法是取患者的淋巴细胞(脐带血细胞)作为受体细胞,将正常的外源基因插入受体细胞后,再回输体内,以替代、修复或纠正有缺陷的基因,但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱,“基因靶向”技术可以对染色体组进行特异性的遗传修饰.
(3)动物细胞培养过程中用胰蛋白酶分散细胞,说明细胞间的物质主要是蛋白质.不能改用胃蛋白酶行吗,因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4.
(4)植物组织培养可应用于快速繁殖.则甘蔗大规模快速繁殖技术的过程:选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗);可采用茎尖(分生组织)组织培养的方法获得脱毒香蕉苗.
故答案为:
(1)体积小,细胞核大,核仁明显 发育的全能性
(2)淋巴细胞(脐带血细胞)“基因靶向”技术
(3)蛋白质 不行,胃蛋白酶作用的适宜pH约为2,当pH大于6时,胃蛋白酶就会失去活性,而小鼠ES细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,所以用胃蛋白酶不行.
(4)选取甘蔗外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗).(画出流程图也给分.)
茎尖(分生组织)组织培养
供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题.而治疗性克隆能最终解决这两个问题.下图是治疗性克隆的过程图解:
(1)请在上图中横线上填上适当的术语:①______;②______.
(2)图中③、④表示的生理过程是______.
正确答案
解:(1)治疗性克隆采用了核移植、胚胎干细胞培养等相关技术,所以图中①是细胞核;②是内细胞团细胞,也是胚胎干细胞,具有发育的全能性.
(2)③④表示诱导胚胎干细胞分化形成相应的组织细胞.
故答案为:
(1)①细胞核 ②内细胞团细胞
(2)细胞的分化
解析
解:(1)治疗性克隆采用了核移植、胚胎干细胞培养等相关技术,所以图中①是细胞核;②是内细胞团细胞,也是胚胎干细胞,具有发育的全能性.
(2)③④表示诱导胚胎干细胞分化形成相应的组织细胞.
故答案为:
(1)①细胞核 ②内细胞团细胞
(2)细胞的分化
扫码查看完整答案与解析