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治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中,构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞,获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞),用于治疗.请回答下列问题:
(1)ES细胞是胚胎干细胞的简称,在形态上,表现为______:在功能上,具有发育的全能性.将重组胚胎在体外培养到______时期,从该时期的______
中进行分离,从而获得ES细胞.
(2)在培养液中加入______可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞或器官,该过程研究的意义在于解决______问题.
(3)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中,而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是______.
(4)科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞,并进行了胰岛素释放实验:控制培养液中______的浓度,检测细胞分泌的胰岛素的量,如图为实验结果,据此分析确认ES细胞诱导成功,得到此结论的依据是______.
正确答案
解析
解:(1)胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.将重组胚胎培养到囊胚时期,从该时期的内细胞团中进行分离,从而获得ES细胞.
(2)在培养液中加入分化诱导因子(如牛黄酸、环腺苷酸等化学物质)可以诱导ES细胞向不同类型的细胞或器官分化,这样可以解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题.
(3)由于体细胞核在体细胞中无法表达全能性,而卵细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境,故科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中,而不是直接用体细胞进行细胞培养.
(4)某次科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞,并进行了胰岛素释放实验:控制培养液中葡萄糖的浓度,检测细胞分泌的胰岛素的量,如图为实验结果,即在糖浓度高时,胰岛素分泌多,在糖浓度低时,胰岛素分泌量减少,由此可知据ES细胞诱导成功.
故答案为:
(1)体积小、细胞核大、核仁明显 囊胚 内细胞团
(2)分化诱导因子 临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等
(3)体细胞核在体细胞中不能表现全能性,而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境(或“卵母细胞的细胞质中含有诱导体细胞核表达出全能性的物质”等合理答案)
(4)葡萄糖 在糖浓度高时,胰岛素分泌多,在糖浓度低时,胰岛素分泌量减少
治疗性克隆有望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应.如图表示治疗性克隆的过程,下列有关叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、图中治疗性克隆的过程利用了核移植、动物细胞培养、胚胎培养等技术,没有动物细胞融合技术,A错误;
B、上述过程仅获得了脏器组织细胞、神经细胞等,没有得到个体,因而没有体现动物细胞的全能性,B错误;
B、①过程依赖于胚胎干细胞的增殖使细胞数量增多,依赖于细胞分化得到脏器组织干细胞和神经组织干细胞,C正确;
D、①、②过程都有细胞有丝分裂过程,而有丝分裂间期都发生DNA复制和蛋白质合成,D错误.
故选:C.
如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答.
(1)如图A、B过程用到的生物技术分别是______,甲称作______.
(2)乙是具有______和______ 的胚胎干细胞.
(3)相同的胚胎干细胞,通过C过程“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是______的结果.上述“克隆”过程是胚胎干细胞______和______的结果.
(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是______.
正确答案
解析
解:(1)如图A、B过程用到的生物技术分别是核移植、早期胚胎培养(或动物细胞培养),甲称作囊胚.
(2)乙是具有自我更新(自我维持)和分化发育潜能的胚胎干细胞.
(3)相同的胚胎干细胞,通过C过程“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是基因的选择性表达的结果.上述“克隆”过程是胚胎干细胞细胞分裂和细胞分化的结果.
(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是无排斥反应.
故答案为:
(1)核移植、早期胚胎培养(或动物细胞培养)(顺序不能改变) 囊胚
(2)自我更新(自我维持) 分化发育潜能
(3)基因的选择性表达 细胞分裂 细胞分化
(4)无排斥反应
治疗性克隆有何希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应.如图表示治疗性克隆的过程,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、上述过程利用了核移植技术和动物细胞的培养,A错误;
B、上述过程体现动物细胞核的全能性,B错误;
C、胚胎干细胞的不断增殖和分化形成脏器组织干细胞和神经组织干细胞等,C正确;
D、①、②属于细胞的增殖和分化,有丝分裂的间期完成DNA的复制和蛋白质的合成,细胞分化的实质是基因的选择性表达,形成特定的蛋白质,D错误.
故选:C.
山东省干细胞工程技术研究中心主任、烟台毓璜顶医院中心实验室主任李建远教授对媒体宣布,中国科学家已成功获得人类体细胞克隆胚胎.据介绍,此次研究者选择了健康卵细胞志愿捐献者12人,经促排卵获得135枚卵细胞,经试验最终成功获取囊胚5枚,其中,4枚囊胚的供体细胞来源于正常人皮肤纤维细胞,1枚来源于帕金森病患者外周血淋巴细胞.李教授介绍说,他们掌握的这一先进技术不是为了制造克隆人,而是进行人类治疗性克隆研究,造福人类.请根据以上材料回答下列问题:
(1)人类体细胞克隆胚胎获得的原理是______,利用的生物工程技术手段有______、______(写出两种).
(2)为获得较多的卵细胞,“促排卵”的方法是使用______处理,获得的卵母细胞进行培养的目的是______.
(3)从帕金森病患者提供的外周血淋巴细胞获得的囊胚的______中分离出______,可诱导分化出特定的神经细胞,然后移植到该帕金森病患者体内,该方法即为治疗性克隆.
(4)如果将获得囊胚进行______,可在母体子宫中发育成胎儿,出生后即为克隆人,该过程称为生殖性克隆,克隆人的生殖方式属于______.
正确答案
解析
解:(1)体细胞克隆胚胎的原理是动物细胞核具有全能性,利用的工程技术有核移植、动物细胞培养和胚胎移植.
(2)用促性腺激素处理使其超数排卵,能获得较多的卵细胞;获得的卵母细胞进行培养使之成熟,即发育到减数第二次分裂的种群.
(3)囊胚的内细胞团具有全能性,能分离出胚胎干细胞,可诱导分化出特定的神经细胞.
(4)将囊胚进行胚胎移植,可在母体子宫中发育成胎儿,出生后即为克隆人,该过程为生殖性克隆,克隆人的形成不经过两性生殖细胞的结合,属于无性生殖.
故答案为:
(1)细胞全能性 核移植 动物细胞培养 胚胎移植
(2)促性腺激素 使之成熟
(3)内细胞团 胚胎干细胞
(4)胚胎移植 无性生殖
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