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 。
一对表现型正常的夫妇,生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时,发现妻子的双侧输卵管完全堵塞,不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断,过程如右图。
请回答:
(1)过程①是指在体外进行的 处理,从而使精子与卵子结合形成受精卵;过程②称为 。
(2)在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③ 进行扩增。然后用Ⅱ对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物。据此判断,Ⅱ是一种 酶。
(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④,据此判断胎儿为 (正常/患者/携带者)。
人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
请回答:
(1)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的 所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可从疑似患者体内分离病毒,与已知病毒进行
比较,或用图中的 进行特异性结合检测。
(2)一对表现正常的夫妇,其家族中都有遗传性囊性纤维化病(常染色体隐性遗传病)患者。医生对他们进行了遗传咨询后,决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。医生首先为女性注射①_________________,刺激卵泡成长,实现控制性超数排卵,然后在局部麻醉下从卵巢中吸取②___________,并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中,置于37℃培养箱中培养。再从男性体内采集精子经过获能处理。处理后的精子与卵子放在含有③________________的同一培养皿中完成④____________。然后将受精卵移入发育培养液中继续培养,检查受精状况和发育能力,待发育到⑤__________________时,分别对多个胚胎的细胞进行基因检测,选择出无致病基因的胚胎植入母亲子宫内,避免遗传病孩子出生。
(3)除上述方法外利用经过_______________作载体将正常基因转入有上述遗传病患者的肺组织中,达到治疗目的的方法叫做体内基因治疗。
(4)利用上述方法还可进行设计试管婴儿技术操作,试管婴儿技术与设计试管婴儿技术的目的分别是 、 ;设计试管婴儿技术与试管婴儿技术在操作上主要的区别是 。
新兴生物工程能使免疫学在应用方面更上一层楼,为人类带来福音。一方面新兴生物工程可以为免疫活性物质及疫苗的制备开辟新途径,解决免疫治疗及免疫预防方面的难题;另一方面,新兴生物工程还可以为解决器官移植所面临的供体不足和免疫排斥两大难题提供可能。
(1)利用 技术发展起来的杂交瘤技术,为制备单克隆抗体开辟了新途径,与传统方法获取的同类产品相比,它的显著优点是 ;
(2)干扰素及部分疫苗都可以通过 技术制造的工程菌来大规模生产,如国内应用较普遍的重组CHO乙肝疫苗;
(3)对大面积烧伤病人,借助 技术可获取大量自身健康皮肤用于移植。
(4)通过向供体动物基因组中导入某种调节因子,以抑制 的表达,或设法将之去除,再结合 技术,可培育出无免疫排斥的转基因猪器官;
(5) 的分离和培养成功也为解决上述难题开辟了新途径,因其具有
性,可在体外诱导分化产生各种人造组织器官。
生物工程技术的飞速发展,已经取得了巨大的社会和经济效益,为人们的生产生活带来很大方便。请回答下列有关生物工程的问题:
(1)在基因工程中需要大量目的基因,常见的获取大量目的基因的方法是 。将目的基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是 。导入前,需要将目的基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤属于基因工程“四步曲”中的 。基因工程的受体细胞如果是单子叶植物细胞,导入目的基因常见的方法是 。
(2)细胞工程和胚胎工程在动物培养过程中有着广泛的应用,试管牛、克隆牛培育过程中,前者特有的技术是 ,后者特有的技术是 。若需迅速得到大量优良奶牛,可进行超数排卵技术处理,其措施是对供体母牛注射 ,还可将早期胚胎分割,选择发育至桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行操作,对囊胚期胚胎进行分割时必须注意要将早期胚胎中的 均等分割。
下图表示哺乳动物体外受精过程,据图回答下列问题。
(1)从屠宰场收集的卵巢首先要放在盛有 的保温瓶中存放。卵母细胞培养一般应使用 培养箱。若用促性腺激素处理活体动物后,排出更多的卵子,这些卵子 (用/不用)图中的培养处理。
(2)①是 期的卵母细胞,②的结构可分为 三大部分。图中d表示的处理是 。
(3)a、b、c表示的过程依次是 、 和 。
(4)a过程可将精子放入含有一定浓度的 溶液中诱导;在b过程中,精子首先发生 反应;进行c过程的目的是检查 和受精卵的 。
下图示牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b过程分别是 、 。c过程的实质是 。
(2)胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,为了提高胚胎的利用率,常采用的方法是 ,处理的时期是 。
(3)胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。除题中所述外, 、
等技术获得的胚胎也必须移植入受体才能获得后代。
(4)当今的生物技术是综合技术,有些生物技术离不开胚胎移植,在应用于我们人类时,引发了伦理争论,请举出与此有关的两项生物技术: ,
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,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 。
Ⅰ.请根据下面的单克隆抗体制备过程示意图回答有关问题:
(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞是取自 体内的浆细胞,促进d过程的常用诱导剂是
(2)假设仅考虑某两个细胞的融合,则可形成 种类型的C细胞,因此需用选择培养基筛选出 (填特点)的D细胞用于培养。上述过程用到的动物细胞工程技术手段有 。
(3)目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措施。我们已经知道,决定禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物质是 。据此分析制备禽流感疫苗的主要思路: 。
Ⅱ. 将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成M细胞再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恢复到正常水平。请回答相关问题:
(1)实验用的胚胎干细胞是从小鼠胚胎的囊胚内细胞团或 中分离的,取出后一般用 将其分散成单个细胞。
(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有胰岛B细胞的功能。说明判定的理由 。
(3)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 。
(4)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,骨髓移植的治疗的实质是将______________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,哺乳动物红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的___________,其原因是___________。
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。