下图所示为帕金森综合症和少年糖尿病的胚胎干细胞移植治疗方案。
⑴ 图中①为_______________________技术。
⑵ 胚胎干细胞是从_____________分离出来的,培养时通常需向培养液中加入________等天然成分。
⑶ 胚胎干细胞在功能上具有发育的__________________,经过②发育为神经细胞和胰岛B细胞,从根本上说是________________的结果。
美国哈佛大学2006年6月6曰宣布,将启动用于治疗的人类胚胎干细胞(又称“万能细胞")克隆研究项目。这是美国首次启动不带商业背景的人类胚胎干细胞克隆研究,也是韩国科学家黄禹锡造假丑闻以来,科学家又一次向这个领域进军。胚胎干细胞被誉为人体“万能细胞”,它能被培养成几乎各种组织和器官的细胞。 胚胎干细胞克隆是指将病人的细胞核注入到一个已经去除细胞核的卵子中,约5天后该卵子生长发育成早期胚胎——一个比沙粒还要小的细胞球体。从胚胎中获得的干细胞经刺激后,进一步发育成携带病人DNA信息的特殊细胞或者器官。DNA缺陷修正后的特殊细胞或者器官组织可移回病人体内,使病人坏死或退化的部位得以修复并恢复功能。
(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)ES细胞在功能上具有 的特点。
(3)从题目提供的信息看,胚胎干细胞克隆实际上应用的是 技术。这样培育的特殊细胞或器官组织移回病人体内与异体器官移植最大的不同之处在于___________ _______
(4)我国在对待克隆上的态度是:
⑸请再列举一例胚胎干细胞在基础生物学上的应用
下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程,请据图回答:
(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_____________。
(2)冲卵实质上是用特定装置将供体母牛子宫内的_________________冲洗出来。
(3)从A到E中,适宜于胚胎移植时期有___________ (用字母表示)。
(4)图中标号3为______________,它将来可发育为胎膜和胚盘。
(5)配种后,受精过程正确的顺序为
①透明带反应 ②卵黄膜封闭作用 ③雌、雄原核融合 ④顶体反应
(6)该技术优势是
(7)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗?为什么?
下图是牛的胚胎分割示意图。请据图回答问题;
(1)进行胚胎分割时,应选择发育到 时期的胚进行操作。
(2)②指的是 。
(3)如果想通过该示意图繁殖出大量的优质奶牛,则精子中的性染色体应为 。
(4)对胚胎进行分裂时,要特别注意将 均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物 繁殖的方法之一。
(5)度分割出的少量胚体细胞还可用来做性别鉴定,该技术常采用的方法是 。
(6)早期胚胎中胚胎干细胞,不仅可以用与哺乳动物胚胎性别鉴定,还可以被应用
等领域。
右图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程,据图回答:
(1)培育转基因哺乳动物时,往往以_________作为受体细胞,其优点是______________。
(2)受精卵可以从供体母鼠体内获得,也可以通过体外受精获取。
①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得,其基本过程是:
首先对供体母鼠用促性腺激素进行_________处理,再通过自然交配或________完成受精,最后从供体母鼠输卵管中获得受精卵。
②若受精卵在体外通过体外受精获得,其基本操作过程包括______________、___________________和受精。
(3)过程Ⅲ表示受精卵经过体外培养,形成早期胚胎,再移植到受体母鼠体内。培养一般在含有5%CO2的培养箱中进行,CO2的主要作用是 。
人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下:
Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成奶牛受精卵;
Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵;
Ⅲ.电脉冲刺激上述受精卵,促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)一般情况下,良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足,请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法:
。
(2)步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行 处理。受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的两道屏障分别是: 和 。
(3)步骤Ⅱ中将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵之前要进行基因表达载体的构建,其目的是
。一个基因表达载体的组成包括 、
、 、 。
(4)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加 和动物血清。
(5)实验步骤Ⅳ中,应选择性别为 的奶牛胚胎进行移植。
(6)若需迅速得到大量转基因奶牛,现有两种处理方法:
方法A:在步骤Ⅳ中将早期胚胎切割成二等份,让其分别发育成一头小牛。进行上述操作时,应选择发育至 阶段的胚胎进行操作,分割时必须注意要将早期胚胎中的 均等分割。
方法B:在步骤Ⅳ中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的
细胞中,使其重组并发育成新胚胎,进行胚胎移植后使之继续发育成小牛。
上述两种方法中,最能保持步骤Ⅳ中早期胚胎细胞遗传特征的是方法________。
阅读下面的资料,请回答下列问题:
在当代,器官移植已成为挽救某些器官功能衰竭病人生命的重要手段,然而器官移植中的排斥反应仍是最头痛的事。“人耳老鼠”的培养成功,为人类器官移植展示了美好的发展前景。“人耳老鼠”是一只裸鼠,全身没毛,红眼、尾长,“人耳”与裸鼠的躯干几乎等长。这只裸鼠背上的“人耳”形成的过程是:先用一种高分子材料——聚羟基乙酸做成“人耳”的模型支架,然后让人体的软骨组织细胞在这个支架上繁殖生长。一周以后,在裸鼠的背上割开一个口子,将培育过的这个“人耳”模子植入缝合,软骨组织的细胞不断增殖,聚羟基乙酸做成的支架慢慢地被机体降解吸收,使“人耳”和裸鼠融为一体。需要指出的是:这个“人耳”的软骨组织来自人体,但“人耳”外的皮肤则来自裸鼠。由于人的软骨组织对裸鼠来讲是一种非己成分,裸鼠必然要排斥,因此,这只“人耳老鼠”在缝合手术前已对其进行了特殊处理,使其丧失了免疫力。它很容易被病原体感染,故“人耳老鼠”要在无菌的环境下饲养。
(1)人体器官移植面临的主要问题有 和器官移植后免疫排斥问题,通过ES细胞体外诱导分化,可以培养出人造组织器官,解决上述问题。ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。在培养液中加入
,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。
(2)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 。另外,在体外培养条件下ES细胞可以增殖而不发生分化。对它可以进行
,也可进行 。
(3)人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化,形成相应的组织、器官后,可以用于组织器官的移植。其中核移植可以分为 和
。其中 的难度明显高,原因是
。
(4)猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似,目前,科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造,采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去 ,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的 器官。
下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答:
(1)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的 。对胚胎进行分割时,要特别注意将 均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物 的方法之一。
(2)①过程分割出的少量胚体细胞用来做性别鉴定,该技术常采用的方法是 。
(3)通常胚胎干细胞可以从 (写出两种方法)中分离得到。
(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
等领域。
(每空1分,共8分)请根据下图,回答有关体外受精和早期胚胎培养的问题:
(1)对于小鼠、兔、羊等实验动物,卵母细胞的采集方法是用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,从___________中冲取卵子,_________(可以/不可以)直接与获能的精子在体外受精。
(2)在体外受精前,要对精子进行获能处理。通常采用的方法有培养法和________________。
(3)获能的精子和培养成熟的卵子,一般情况下都可以在________________溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(4)受精作用过程中,防止多精子入卵的第一道屏障是________________,它发生在精子触及________________的瞬间;防止多精子入卵的第二道屏障是________________。
(5)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入________________培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。
下图为牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指 ____________、________________、 __________。
(2)在胚胎移植过程中,供、受体母牛选择好后,要用________激素进行同期发情处理,这样处理的原因是供体和受体生殖器官的生理变化相同,为胚胎移入受体提供了相同的生理环境,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,采用的技术是___________处理的时期是 ___________
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有______________________。
请回答胚胎工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、 、__________________以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其 。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是 。
(4)胚胎干细胞(又称为ES细胞)除来源于早期胚胎外,还可来于 。
(5)胚胎干细胞在体外培养过程中,必须在含有5%CO2的培养箱中进行培养,CO2的主要作用是 ;胚胎干细胞在体外诱导可以定向分化成各种类型的细胞,利用分子杂交技术可以检测细胞分化过程中遗传物质不变,只是表达的基因不同。请简述其检测过程
。
(6)通过ES细胞培育出的人造器官,在临床应用上的最大优点是解决了移植器官和患者之间的 问题。
(8分)“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养使其发育成早期胚胎,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答:
(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是( )
A.有性生殖 | B.组织培养 |
C.克隆技术 | D.基因工程 |
(2)人的受精卵通过卵裂,逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织,并进而形成器官和系统。从细胞水平看,卵裂的分裂方式是__________________。
(3)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术?(填序号)_______________
①克隆技术 ②人工授精 ③胚胎移植 ④核移植 ⑤细胞工程
(4)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是______________________。双胞胎的性别是否相同?_______________
(5)“试管婴儿”技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿技术”,二者在对人类作用上的区别是_______________________________________________________________
__________________________________________________________________(2分)
(6)现在大多数人反对设计婴儿性别,其原因是______________________________
_______________________________________________________________________
请回答胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、 、胚胎移植以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其 。另外,培养的卵母细胞需要发育至 ,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是 。
(4)在体外培养精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供 气体以维持 。
(5)哺乳动物受精过程有哪些机制阻止多精子入卵受精?( )
A.顶体反应 | B.精子穿越卵子透明带触及卵黄膜,导致透明带反应 |
C.精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应 | D.精子入卵后,触发卵黄膜封闭作用 |
(6)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意 。
(7)受体母牛必须和供体牛属于 。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。
胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是__ __;在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其 。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
(2)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是_________________。
(3)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供__ __气体以维持_ ___。
(4)图中过程A称为__ ___,它在胚胎工程中的意义在于__ ___。
(5)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须将人干扰素基因与某种牛 的启动子等调控组件重组在一起。为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是_____。获得转基因母牛后,如果__ ___即说明目的基因已经表达。