- 细胞工程
- 共5750题
干细胞是指尚未分化发育,能生成各种组织器官的起源,一般地说,它经培养可进行不定期分化并产生特化细胞。人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养,在体外培育出组织和器官,并最终通过组织或器官移植实验对临床的治疗。1958年,美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部细胞进行悬浮人工培养,发现单个细胞能象受精卵一样发育成完整植株。1997年英国威尔穆特等将白面母羊乳腺上皮细胞核移入黑面母羊去核卵细胞中形成重组细胞,并将其培养成胚胎,将胚胎移植入另一母羊的子宫中发育,后产出“多莉”羊。
(1)斯图尔德的实验证明了____________,威尔穆特的实验证明了____________,从细胞结构和遗传的角度分析,两位科学家实验结论的得出根本原因在于___________。
(2)斯图尔德和威尔穆特的实验的差别在于______________。
(3)山东克隆牛是从加拿大盖普威肉牛和荷施坦奶牛的耳朵上取下的纤维细胞,从中取出细胞核,用电击方法移入到去核的卵细胞中,形成“杂交细胞”,在试管中培养成胚胎,然后母牛的子宫中发育成克隆牛,这种遗传属于______遗传,克隆牛的成功,证明高度分化的动物细胞仍具有______________性。
(4)美国的研究人员用干细胞治疗瘫痪老鼠获得成功,这说明那些干细胞已经分化成_________细胞。
(5)如果能利用干细胞治疗人的糖尿病,与传统的注射胰岛素治疗做比较,前一种治疗方法的优点是什么?__________________________。
正确答案
(1)植物细胞具有全能性 动物细胞核具有全能性 细胞核中具有本物种个体发育的全套基因
(2)植物体细胞全能性易表达,动物体细胞全能性表达受到抑制,其细胞核的全能性的表达要借助于卵细胞
(3)细胞核 全能
(4)神经
(5)使病人能根据需要自主地分泌胰岛素,免去每天注射之苦(答案合理即可)
下表表示高等动植物亲代个体产生新个体的3种不同途径,据表回答下列问题:
(1)在甲途径中由亲代个体→受精卵其中经过的过程有______,由受精卵发育到胚,要通过细胞的_____。
(2)乙途径属植物微型繁殖技术,该技术可以保持品种的________;繁殖速率________。由体细胞到新个体的全过程要经过________,同时证明了________实现此原理的必要条件是_______。个离体的体细胞最终形成一个完整植株,说明该细胞具有该植物的全部__________。
(3)丙途径繁殖新个体的方式为______生殖,该过程涉及的现代生物技术有______,该过程说明______。
(4)在甲、乙、丙3种途径中,可能发生基因突变的是_______,频繁发生基因重组的是_______,基因的分离和自由组合规律不起作用的是_______,对生物的进化最具意义的是____________。
(5)请分别举出乙途径和丙途径在生产实践或科学研究中的应用实例或应用前景各5项。
乙途径的应用:_______________________________。
丙途径的应用:_______________________________。
正确答案
(1)减数分裂和受精作用 分裂和分化
(2)遗传特性 快 脱分化和再分化过程 高度分化的体细胞具有全能性 离体、一定的营养条件、植物激素、适宜温度、pH、无菌等 遗传信息
(3)无性 核移植、细胞培养、胚胎移植 动物体细胞核具有全能性
(4)甲、乙和丙 甲 乙和丙 甲
(5)乙途径的应用:植物的微型繁殖、作物脱毒、制作人工种子、培育作物新品种、大量生产细胞产物等。
丙途径的应用:促进优良家畜繁育、保护濒危动物、生产药物蛋白、提供器官移植供体、为科学研究提供实验动物等。
细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去再分裂的能力、最终衰老死亡,但机体在发展适应过程中,保留了一部分未分化的原始细胞,称之为干细胞。一旦需要,这些干细胞按照发育途径通过分裂而产生分化细胞,以保证局部组织损伤的修复。根据以上材料,回答下列问题
(1)人工获得胚胎干细胞的方法是:将细胞核移植到去核的卵细胞内,经过一定的处理使其发育到某一时期,从而获得胚胎干细胞。“某一时期”最可能是_______。
(2)干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整的个体)、多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(发育成专门的组织和器官)。则这些细胞在个体发育中的分化顺序是__________________。
(3)个体发育过程中最原始的干细胞是_________________。
(4)干细胞在临床上应用的最大优点是移植器官和患者之间无______________反应。
正确答案
(1)卵裂期
(2)全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞
(3)受精卵
(4)排斥
为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业,科学家们在育种途径中进行了大胆探索,并取得了初步成果。
Ⅰ.2002年1月中旬到2月中旬,中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生。克隆牛有3个母亲,A牛提供细胞核即供体细胞,B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞,两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后,通过细胞分裂形成早期胚胎,再将这个胚胎植入C牛子宫内。
请回答下列问题:
(1)培养出的克隆牛几乎是________牛的复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于_______中。
(2)如果多个供体细胞来自同一头牛,培育的这些牛在性状上也不完全相同,分析其原因:
①.__________________________________;
②.__________________________________;
③.__________________________________。
Ⅱ.在克隆技术出现之前,育种工作者已经开始采用胚胎分割移植的方法尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是:将经过人工授精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时,进行胚胎分割,均分为4等份,再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩,就能得到多头所需要的小牛。
(3)胚胎分割移植在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行,其主要原因是_____________。
(4)通过胚胎分割移植培育出的这些小牛,其性别表现为_____________。
(5)通过体细胞克隆技术培育的小牛,其性别取决于________________。
正确答案
(1)A 细胞核
(2)①.性状变异可由环境条件引起 ②.基因可能会发生突变 ③.受体细胞的细胞质基因不同
(3)此时还未出现细胞分化
(4)全为雌性或全为雄性
(5)供体细胞
现有A和B两个肉牛品种,A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质,B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
(1)如果要获得一头克隆牛,使其细胞由A细胞核和B细胞质组成,基本步骤是,从A品种牛体内取出体细胞,进行体外培养。然后再从培养细胞中取出__________注入B品种牛的_________卵母细胞,经过某处刺激和培养后,可形成胚胎,该胚胎被称为___________,将该胚胎移入代孕母牛的___________中,通过培育可达到目的。
(2)一般来说,要想大量获得这种克隆牛比较难,原因之一是卵母细胞的数量_________,为解决这一问题,可以用_________激素处理B品种母牛。
(3)克隆牛的产生说明_________具有全能性。克隆牛的性状主要表现_________品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比,杂交牛细胞核的遗传物质来自____________个亲本,细胞质来自___________性亲本,克隆牛和杂交牛的遗传物质组成___________(相同,不同)。
正确答案
(1)细胞核 去核 重组胚胎 子宫
(2)不足 促性腺
(3)动物体细胞核 A 两 雌 不同
2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白(GFP)会发出绿色荧光,可借助荧光跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程:
请根据上述材料回答下列问题:
(1)上述流程中,作为目的基因的是____________。
(2)在培育绿色荧光小鼠的过程中,基因表达载体的构建是核心。一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、___________基因等部分。
(3)过程①用到的工具酶有_____________,过程②采用的方法是______________,过程③利用的生物技术是_________________。
(4)为迅速增加绿色荧光小鼠的数量,可采用试管动物技术。在这项技术中,首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。哺乳动物的体外受精主要包括___________、精子的获取和受精等几个主要步骤。
(5)为提高胚胎的利用率,可采用___________技术,应该选择发育良好、形态正常的________或囊胚进行分割。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将__________进行均等分割。
正确答案
(1)GFP基因
(2)标记
(3)限制酶和DNA连接酶 显微注射技术 动物细胞培养
(4)卵母细胞的采集
(5)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
人的血清白蛋白在临床上需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,就可以利用牛的乳腺细胞生产血清自蛋白。大致过程如下:
(1)要实现②超数排卵,应在性成熟雌牛发情周期的某一阶段用__________处理。然后在恰当时期从_________中冲取卵子。通过①采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,原因是____________。
(2)过程④需将人的血清白蛋白基因注入受精卵的雄原核内,在显微镜下判断是否完成受精作用的标志是_______________。
(3)要使人的血清白蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、____________、_________、标记基因等部分。
(4)在⑤之前要检测早期胚胎细胞是否已经导入人的血清白蛋白基因,宜采用________技术。⑤要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是________________。
(5)若要一次获得多只完全相同的转基因牛,⑤应采用胚胎分割移植技术。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将________均等分割。胚胎分割移植后发育成小牛,这些小牛的基因型__________(填“相同”或“不同”),理由是_________________。
正确答案
(1)促性腺激素 输卵管 精子没有获能
(2)在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体
(3)启动子 终止子
(4)DNA分子杂交 雌性转基因牛进入泌乳期后,可以从其乳汁中获得人的血清白蛋白
(5)内细胞团 相同 它们来自同一个受精卵
克隆羊的成功轰动了世界,同时也给人类带来了一系列过去尚未遇到的重要问题,包括伦理道德、人类自身安全等。下图为人类对克隆羊技术的拓展。
请据图回答问题。
(1)写出图中所用到的生物技术名称:___________、___________、__________。
(2)下列过程在胚胎移植中必需进行的是__________(多选)。
A.对供体、受体要进行选择 B.重组细胞要培养到一定阶段才可移植 C.供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应 D.胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法
(3)图中婴儿长大后,外貌和其他特征与原型男人完全相同,原因是___________,这说明_______具有全能性。
(4)在细胞培养过程中,需满足的条件有________、________、________等;早期胚胎发育在______阶段以前的细胞是全能细胞。
(5)干细胞要形成组织或器官必须进行什么生理过程?在器官移植时常发生排斥反应,据图分析,你认为采用什么方法可以解决这个问题?
正确答案
(1)核移植 胚胎移植 细胞培养(另外写细胞融合也对)
(2)A、B、D
(3)婴儿的全部细胞核基因来自原型男人 动物体细胞核
(4)无菌、无毒的环境 适宜的营养 适宜的温度 桑椹胚
(5)细胞的分裂和分化,细胞的生长。用患者自己的干细胞体外培养,使其分化成特定的组织或器官,再移植到患者体内,避免排斥反应。
下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_________。
(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
(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,使目的基因能够发挥作用
(4)去除胸腺,T细胞失去生理作用,不发生细胞免疫,使移植细胞或器官不会被排斥 临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用_________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含__________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A.启动子 B.tetR C.复制原点 D.ampR(3)过程①可采用的操作方法是_________(填字母代号)。
A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.细胞融合
(4)过程②可采用的生物技术是__________。
(5)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体,这利用了细胞的_________性。
(6)为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达,可采用_______(填字母代号)技术。
A.核酸分子杂交 B.基因序列分祈 C.抗原—抗体杂交 D.PCR
(7)若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为,则该酶识别的核苷酸序列是_________。
正确答案
(1)HindⅢ和BamHⅠ 氨苄青霉素
(2)A
(3)C
(4)胚胎移植技术
(5)全能
(6)C
(7)GACGTC
长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有______、________(至少写出二项)。
(2)和受精有关的过程有:①.第一次卵裂开始;②.释放第二极体;③.顶体反应;④.穿越透明带;⑤.雌、雄原核的形成;⑥.核膜消失,雌、雄原核融合。其正确的顺序为_____________(填序号)。
(3)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射__________;冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的_____________冲洗出来。
(4)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有__________;图中标号3为_____________,它将来可发育为胎膜和胚盘。
(5)动物的早期胚胎移植到同种且__________与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜___________。
(6)试管牛E的性别为_______,克隆羊多利的性状和_____最接近,原因是____________。
正确答案
(1)动物细胞培养 胚胎移植(或者卵母细胞的采集技术)
(2)③④②⑤⑥①
(3)促性腺激素 (早期)胚胎
(4)DE 滋养层细胞
(5)生理状态 对物质的吸收具有选择透过性
(6)雌性或雄性(不能确定) 白面绵羊 因为克隆羊多利的细胞核来自于白面绵羊,生物体的性状主要是由细胞核基因控制的
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艾滋病病毒等的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术,将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)以上过程涉及的现代生物技术中,属于细胞工程的有______________。
(2)在基因工程中,我们称①为目的基因,请你举出获取目的基因的主要方法:___________(至少答两种)。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,除目的基因外,基因表达载体还必须含有__________,将①导入③的常用方法是__________。
(3)图中②一般经过________处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞,对卵母细胞的去核处理一般选择在________时期进行。
(4)将⑤送入⑦的最佳时期是____________________。
(5)在胚胎发育过程中,囊胚进一步扩大,会导致________________破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫做___________________。
正确答案
(1)核移植技术、动物细胞培养
(2)基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成 启动子、终止子、标记基因 显微注射法
(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶(答出一种即可) MⅡ期
(4)桑葚胚或囊胚
(5)透明带 孵化
(选做题)应用基因工程技术可以获得人们需要的牛物新品种或新产品。请根据资料和图解回答下列问题:
资料1:蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”有着超强的抗张强度。可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法--培育转基因蜘蛛羊。
资料2:注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦。将疫苗藏身水果蔬菜中,人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力,因而无需免疫接种,这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。
(1)过程①⑤所需要的工具酶有________、________等;构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由_______、_______、启动子、终止子等部分组成。
(2)过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时,采用最多也最有效的方法是________。通过①-④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器,从________中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。
(3)如果将过程③获得的早期胚胎进行如下图分割,则操作正确的是________。
(4)获得早期胚胎时,需要取囊胚的________细胞进行性别鉴定,以确保发育成熟的羊能分泌乳汁。
(5)通过⑤⑥⑦培育转基因莴苣,相比诱变育种和杂交育种方法具有目的性强和________等突出优点。
正确答案
(1)限制酶 DNA连接酶 目的基因 标记基因
(2)显微注射法 乳汁
(3)B
(4)滋养层
(5)克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种的生殖隔离界限)
下图为某转基因小鼠培育过程示意图,①~⑦表示相关过程,请回答:
(1)过程①注射的A物质是___________,目的是_________。
(2)过程②让结扎公鼠与母鼠交配的目的是_________。
(3)基因表达载体构建的目的是_________。
(4)过程④常用的方法是____________,过程⑥通常采用的筛选方法是_________。
(5)转基因小鼠由于含有一个携带目的基因的DNA片段,因此可以把它看作是杂合子。理论上,转基因小鼠杂交后代中,丧失转基因性状的小鼠占总数的________。
正确答案
(1)促性腺激素 超数排卵
(2)让受体母鼠的子宫作好接受胚胎的准备
(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在,能遗传给后代,并表达和发挥作用
(4)显微注射 DNA分子杂交
(5)1/4
长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有________、________(至少写出二项)。
(2)和受精有关的过程有:①第一次卵裂开始;②释放第二极体;③顶体反应;④穿越透明带;⑤雌、雄原核的形成;⑥核膜消失,雌、雄原核融合。其正确的顺序为__________(填序号)。
(3)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射__________;冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的_________冲洗出来。
(4)从A到E中,适宜于牛的胚胎移植时期有______;图中标号3为______,它将来可发育为胎膜和胎盘。
(5)动物的甲期胚胎移植到同种且_____与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞膜______。
(6)试管中E的性别为_______,克隆羊多利的性状和_______最接近,原因是__________。
正确答案
(1)动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术
(2)③④②⑤⑥①
(3)促性腺激素 (早期)胚胎
(4)DE 滋养层细胞
(5)生理状态 对物质的吸收具有选择透过性
(6)雌性或雄性(不能确定) 白面绵羊 因为克隆羊多利的细胞核来自于白面绵羊,生物体的性状主要是由细胞核基因控制的
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