课件43张PPT。3.3 胚胎工程的应用及前景专题3 胚胎工程学习导航专题3 胚胎工程一、胚胎移植
1.概念
(1)移植对象:雌性动物体内的____________,或者通过____________及其他方式得到的胚胎。
(2)移植受体:移植到________________________的其他雌性动物的体内。
(3)移植结果:发育为新个体。早期胚胎体外受精同种的、生理状态相同2.生理学基础
(1)同种动物的供、受体排卵后,生殖器官的____________是相同的。
(2)早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而处于____________状态。
(3)受体对外来胚胎基本上不发生_______________。
(4)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但其____________不受影响。生理变化游离免疫排斥反应遗传特性3.基本程序同期发情超数排卵人工受精桑椹胚-196 ℃的液氮手术二、胚胎分割
1.概念:是指采用机械方法将____________分割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术,所得后代遗传物质完全相同。
2.原理:细胞的____________。
3.繁殖方式:____________生殖或____________。早期胚胎全能性无性克隆桑椹胚囊胚内细胞团三、胚胎干细胞
1.概念:由____________或____________中分离出来的一类细胞,简称ES或EK细胞。
2.早期胚胎原始性腺3.应用
(1)可以用于治疗人类的某些____________。
(2)可以培育出人造组织器官,解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后____________的问题。
(3)是研究体外____________的理想材料。
(4)可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。顽症免疫排斥细胞分化1.判一判
(1)胚胎移植时,可以将早期胚胎移植到不同种的雌性动物的子宫内。( )
(2)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。( )
(3)对于不同发育阶段的胚胎,分割的具体操作完全相同。
( )√××2.填一填
胚胎移植的基本程序
写出图中字母代表的过程:
a.____________;b.____________;c.____________。同期发情超数排卵移植胚胎胚胎移植1.获取胚胎供体的方法
(1)雌性动物体内早期胚胎。
(2)通过体外受精和早期胚胎的培养得到。
(3)通过哺乳动物体细胞核移植及培养而得到。2.胚胎移植成功与否的两个重要条件
(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。
(2)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同:
①供、受体雌性动物的发情时间一致;
②移入受体子宫内胚胎的位置应与其在供体子宫内的位置相同或相似。4.胚胎移植的意义
(1)加速育种工作和品种改良。
(2)大量节省购买种畜的费用。
(3)一胎多产。
(4)保存优良品种资源和濒危物种。
(5)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力:
①大大缩短了供体本身的繁殖周期。
②增加供体一生繁殖后代的数量。5.地位:是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。
特别提醒 (1)同期发情处理的目的:在胚胎移植操作中应对供体和受体母畜进行同期发情处理,使它们的生理状态达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植成功的关键。
(2)胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵。 (2012·高考江苏卷改编)通过胚胎移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理
B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D.早期胚胎需移植到与供体生理状态相同的代孕母牛体内
[解析] A错误,对供体和受体母牛要进行同期发情处理,但不一定是相同激素处理。B错误,受精和胚胎的早期培养可以在体内进行。C错误,对冲卵获得的早期胚胎检查合格后方可移植。D正确,早期胚胎需移植到与供体生理状态相同的代孕母牛体内。D(1)C项中冲卵是指从子宫中冲出的卵子吗?
(2)D项中胚胎能在相同代孕母牛体内存活的基础是什么?
提示:(1)不是,冲出的是早期胚胎。
(2)存活基础是受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(2014·山东济宁高二检测)如图为牛胚胎移植示意图,据图分析下列叙述正确的是( )
A.同期发情处理与过程a使用的是同一种激素
B.过程b的生理基础是供体与受体生理环境相同
C.过程c有手术法和非手术法两种方法
D.图中供体母牛、供体公牛和受体母牛均要求遗传性能优秀C解析:据图可知,过程a、b、c依次是超数排卵、冲卵、胚胎移植。过程b是从供体母牛子宫内冲洗出胚胎,其生理基础是早期胚胎处于游离状态,未与母体子宫建立组织上的联系,与受体无关;对供体母牛和供体公牛要求选择遗传性能优秀的个体。胚胎分割1.胚胎分割的基础和特点
(1)理论基础:细胞的全能性。
(2)物质基础:每个细胞核内具有相同的遗传物质。
(3)特点:每个后代具有相同的遗传特性。
2.胚胎的选择:发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。4.意义:加快繁殖速度,提高了胚胎的利用率。5.注意事项
(1)对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团,若分割不均,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。
(2)分割的份数越多,每一份的细胞数会越少,不但难以做到均等分割,而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此,分割的份数越多,技术难度会越大,移植后的恢复和发育的难度会越大,移植成功率自然会降低。特别提醒 胚胎分割动物和体细胞克隆动物比较
(1)相同点:都属于无性生殖或克隆,最终技术是胚胎移植。
(2)不同点:
①胚胎的来源可能不同。胚胎分割动物可能是雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎。体细胞核克隆动物是核移植技术获得的重组胚胎。
②胚胎分割动物具有相同的遗传物质,两个亲本提供的核遗传物质一样多;而克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供。
③克隆动物的起点是经过核移植形成的一个细胞,胚胎分割动物的起点是经过受精作用形成的一个细胞。 如图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图完成下列问题:(1)填出图中字母所代表的结构名称:A.____________;B.____________;C.____________;D.____________。
(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称:甲________________;乙____________________;丙______________。进行乙过程时,所取的样本是____________。
(3)进行甲过程时,所使用的基本仪器是________________________,本过程的技术关键是______________________。囊胚腔透明带滋养层内细胞团胚胎分割做DNA分析性别鉴定胚胎移植滋养层实体显微镜和显微操作仪将内细胞团均等分割(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功,但仍然存在一些问题,如刚出生的动物____________,_____________上还存在着差异等;目前,成功率较高的是____________,____________成功的比例很小。体重偏轻毛色和斑纹同卵双胎同卵多胎[解析] (1)本题表示牛的囊胚分割示意图,囊胚内有一个大的空腔——囊胚腔(A),囊胚外面包着透明带(B),透明带里面是囊胚的滋养层(C)和内细胞团(D)。
(2)(3)胚胎分割所用的主要仪器是实体显微镜和显微操作仪。进行胚胎分割时,要用分割针或分割刀片将胚胎切开,要注意将内细胞团均等分割,以便于分割后胚胎的恢复和进一步发育;另一方面,根据需要,可以用分割针切去一小部分囊胚(不含内细胞团),取其滋养层细胞,做DNA分析性别鉴定,以便于获得健康的个体或已知性别的个体(如图中乙)。(4)胚胎分割技术虽然在多种动物中取得成功,但仍然存在一些问题,如刚出生的动物体重偏轻,毛色和斑纹上还存在着差异等。实践证明采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的,目前最常见的是经分割产生的同卵双胎,同卵多胎的成功比例较小。胚胎分割提高成活率的方法
胚胎分割,要借助实体显微镜和显微操作仪,用分割针或分割刀将胚胎切开,并将分开的胚胎吸出,而不能用镊子取出且分割时要将内细胞团均等分割,保证分割移植后的每一份胚胎正常发育。胚胎分割是一种现代生物技术,关于这一技术的叙述正确的是( )
A.胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份
B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎
C.胚胎分割技术属于有性生殖方式,因此不属于克隆
D.胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎
解析:胚胎分割常选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎,一般分割成同卵双胎,并不能任意分割成多份。胚胎分割可以看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。B1.干细胞种类胚胎干细胞具有形成机体的任何组织或器官直至形成完整个体的潜能桑椹胚细胞或囊胚细胞及早期胚胎细胞,受精卵,胚胎干细胞用于病人的器官移植等具有分化成多种细胞或组织的潜能,但不能发育成完整的个体内细胞团细胞、原始性腺细胞、造血干细胞造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞骨髓干细胞、皮肤生发层细胞、神经干细胞神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症2.胚胎发育过程中不同干细胞发育分化过程:受精卵→全能干细胞→多能干细胞→专能干细胞。
3.干细胞的获得途径
(1)从体外培养的早期胚胎获得。
(2)从早期流产的胎儿获得。
(3)从克隆的胚胎获得。
(4)从成体获得。特别提醒 正确理解干细胞的功能
(1)各类功能干细胞都可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
(2)各类干细胞在体外条件下培养,可以只增殖而不分化。
(3)理论上讲,ES细胞可以分化成各种组织细胞,可形成各种器官。但是,目前从ES细胞向不同组织“细胞定向”的特定条件还不是十分清楚,这限制了当前ES细胞的临床应用。 (2012·高考天津卷)下列有关干细胞的叙述,错误的是
( )
A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C.组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程
D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病B[解析] 自体干细胞不属于异物,不会引起自身的免疫排斥反应,故A选项正确;胚胎干细胞具有全能性,在体外培养可以增殖分化,故B选项错误;组织的细胞更新包括增殖、分化和凋亡过程,故C选项正确;造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可以治疗白血病,故D选项正确。胚胎干细胞具有发育的全能性,即具有形成机体的任何组织或器官,甚至完整个体的潜能,在体外培养既可增殖,也可分化,而造血干细胞为多能干细胞可分化为多种血细胞。(2014·广东省实验中学高二质检)胚胎干细胞是人胚胎发育早期囊胚中未分化的细胞,下列叙述错误的是( )
A.胚胎干细胞具有发育的全能性
B.胚胎干细胞有很强的增殖能力
C.胚胎干细胞能分化成造血干细胞
D.胚胎干细胞体积比受精卵大
解析:胚胎发育早期,随细胞分裂的进行,细胞数目不断增加,但胚胎的总体积并不增加或略有缩小,每个细胞的体积不断减小,所以,胚胎干细胞的体积要比受精卵的体积小得多。D本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
1.下列对于优良种畜胚胎移植的说法,不正确的是( )
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同物种的具有生殖能力的普通健康牛
解析:选B。胚胎移植是繁育优良种畜的最后一道工序,所提供的精子和卵子的供体必须是同种的良种,而受体母牛可以是同物种的、具有生殖能力的普通健康牛。
2.(2014·安徽省屯溪一中月考)下列有关动物胚胎移植的叙述中,错误的是( )
A.受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C.超数排卵技术要使用一定的激素
D.试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成
解析:选D。试管婴儿受精及早期的胚胎发育在试管内完成。
3.下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( )
A.对供体、受体要进行选择
B.要用激素对供体进行超数排卵处理
C.供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应
D.对受体母牛是否进行妊娠进行检查
解析:选C。移入受体的是胚胎,并且受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,所以C选项中的过程在胚胎移植中没有必要进行。胚胎移植主要步骤有供、受体的选择,用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。
4.(2014·四川省成都高二检测)如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( )
A.胚胎移植可以定向改造动物遗传性状,③需移植到发情的母牛子宫内发育
B.A细胞不一定是受精卵细胞
C.①②两个胚胎具有不同的遗传物质
D.图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段
解析:选B。胚胎移植不能定向改造动物遗传性状。A细胞可以是受精卵或重组细胞。①②两个胚胎具有相同的遗传物质。图中a过程包括卵裂、桑椹胚、囊胚。
5.胚胎干细胞是生物体生命进程中出现的一类未分化细胞,一旦需要,它可以分裂、分化形成各种组织干细胞,再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列有关叙述中不正确的是( )
A.心脏干细胞分化形成心脏的过程表现了细胞的全能性
B.造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
C.运用胚胎干细胞可以培养动物器官或组织,开创人类疾病治疗的新方法
D.干细胞中含有本物种生长、发育的全套遗传物质
解析:选A。细胞的全能性是指细胞具有发育成完整个体的潜能,心脏干细胞分化形成心脏而不是完整个体,所以并没有表现出全能性。
6.如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)胚胎移植的实质是________________________________________,超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射__________________。
(2)从A到F中,适宜于牛的胚胎移植时期有________。
(3)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?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移;适宜于胚胎移植的时期是桑椹胚或囊胚期;若一次给受体母牛移入多个胚胎,由于这些胚胎由不同的受精卵发育而来,它们的基因型可能相同,也可能不同,因此性状也不一定相同。
答案:(1)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 促性腺激素
(2)E、F
(3)不一定相同 因为这些胚胎由不同的受精卵发育而来,它们的基因型可能相同,也可能不同
1.胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的生理状态相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
2.胚胎移植的意义是充分发挥雌性优良个体的繁殖能力,大大缩短了供体本身的繁殖周期,增加供体一生繁殖后代的数量,从而推动了畜牧业的发展。
3.胚胎分割是指采用机械方法,将早期胚胎分割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术,所得后代遗传物质完全相同。
4.胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,简称ES或EK细胞,表现为体积小、细胞核大、核仁明显,具有发育的全能性。
1.胚胎移植主要包括以下步骤,排出正确的顺序( )
①配种或进行人工授精 ②检查 ③对胚胎进行移植 ④移植后的检查 ⑤对供、受体的选择和处理 ⑥对胚胎的收集 ⑦培养或保存
A.⑤①⑥②⑦③④ B.①⑤⑥②⑦③④
C.⑤①⑥⑦②③④ D.①⑤⑥⑦②③④
解析:选A。基本程序:(1)对供体、受体的选择和处理;(2)配种或进行人工授精;(3)对胚胎的收集、检查、培养或保存;(4)对胚胎进行移植;(5)移植后的检查。
2.(2014·甘肃省武威一中高二质检)在胚胎工程中,转基因动物培育、核移植等必须用到的两项技术是( )
①动物细胞培养 ②克隆
③减数分裂 ④胚胎移植
A.①② B.①④
C.②③ D.②④
解析:选B。题干中的两项技术是需经动物细胞培养为早期胚胎,再移植到其他生物体内。
3.我国科学家培育“荧光猪”的技术流程如图所示。图中字母表示有关技术或原理,匹配正确的是(多选)( )
A.农杆菌转化法 B.核移植
C.减数分裂 D.胚胎移植
解析:选BD。A是目的基因导入受体细胞,动物细胞,常用显微注射技术;B是细胞核移入去核的卵母细胞;C过程是通过有丝分裂形成4~6细胞胚;D属于胚胎移植。
4.(2014·大连一中高二月考)以下关于胚胎移植意义的说法正确的是( )
①良种畜群迅速扩大,加速了育种工作和品种改良 ②在世界范围内,胚胎移植不受时间和地域的限制,大量节省了购买种畜的费用 ③利用胚胎冷冻保存技术,建立胚胎库,保存品种资源和濒危物种 ④在肉用家畜的生产中一次给受体移入多个胚胎,可增加双胎和多胎的比例
A.①② B.①③
C.①②③ D.①②③④
解析:选D。胚胎移植中,供体的主要职能为只产生具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体完成,大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥了雌性优良个体的繁殖潜力。
5.(2014·济南高二检测)表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是( )
A.试管动物培养 B.胚胎移植
C.胚胎分割移植 D.受精卵移植
解析:选C。表现型不同的母牛,其基因型一定不同,生育出基因型完全相同的子牛的可能性非常小;根据题目给出的选项,很可能是将胚胎分割移植,该技术可提高牛的产仔率,这种情况下得到的后代基因型一定相同。
6.在胚胎工程中涉及的有关方法及其目的配对不合理的是( )
A.冲卵法和超数排卵法——获取卵子
B.假阴道法和电刺激法——收集精子
C.培养法和化学诱导法——精子获能
D.胚胎分割——同卵双胎
解析:选A。冲卵是将供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来,而非冲出卵子;收集精子的方法包括假阴道法、手握法和电刺激法;要对精子进行获能处理,通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种;胚胎分割可以产生同卵双胎或多胎。
7.利用胚胎干细胞治疗肝衰竭,实现此过程的最重要原因是( )
A.细胞生长 B.细胞特化
C.细胞分化 D.细胞增殖
解析:选C。胚胎干细胞具有发育的全能性,可以被诱导分化形成新的组织细胞,移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能,因此利用胚胎干细胞治疗肝衰竭主要是利用其分化特性而实现的。
8.(2014·广州高二检测)科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS细胞”,人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法,正确的是( )
A.iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性
B.iPS细胞有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期
C.iPS细胞可分化形成多种组织细胞,说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变
D.iPS细胞分化成人体多种组织细胞,是因为它具有不同于其他细胞的特定基因
解析:选B。“iPS细胞”是一种多能干细胞,而多能干细胞既能分裂又能进行细胞分化,形成不同的组织、器官。细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,应该体现在由该细胞形成新个体的过程中。高度分化的细胞如神经细胞等是不能再进行细胞分裂的,不能进行分裂的细胞不具有细胞周期。细胞分化是基因选择性表达的结果,而多细胞生物的每一个体细胞都源自一个受精卵,因而都具有相同的遗传信息。
9.(2014·浙江温州高二检测)下列有关胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.对某一胚胎的干细胞核移植,产生的动物中雄性和雌性的概率各占1/2
B.胚胎分割的对象可选择受精卵到原肠胚阶段的胚胎
C.胚胎干细胞培养时,为了抑制其分化,常需接种在胚胎成纤维细胞上
D.从附睾取出的成熟精子即可直接与成熟的卵细胞受精
解析:选C。性别由细胞核中的性染色体决定,故核移植产生的动物性别相同;胚胎分割的对象是细胞未分化的早期胚胎;从附睾取出的成熟精子需要培养获能后才具有受精能力;胚胎成纤维细胞可分泌一些能抑制细胞分化的物质,满足干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。
10.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示。a、b、c表示现代工程技术;①②③分别表示其结果。请根据图回答,下列说法正确的是( )
A.若a是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
B.若c是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表现型一定相同
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的雌性动物
D.若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
解析:选D。若a是核移植技术,①表示克隆动物,反映了动物细胞细胞核的全能性,A错误;若c为胚胎分割技术,理论上③中个体的基因型和表现型相同,但应考虑突变及环境影响,B错误;作为胚胎移植过程中的受体是健康的、有正常繁殖能力的同种普通雌性个体,C错误。
11.(2014·济南高二检测)如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程,请回答下列问题:
(1)A细胞是____________,在进行体外受精前要对精子进行____________处理。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到____________时期的胚胎进行操作。
(3)②指的是________________。
(4)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________________。
(5)通过体细胞克隆技术培育的小牛,其性别取决于________________,该繁殖方式属于____________。
(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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)图中A表示卵母细胞(或次级卵母细胞),在进行体外受精前,要对精子进行获能处理。(2)受精卵经过体外培养形成早期胚胎,为快速繁育优良品种,可以采用胚胎分割的技术手段,即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割。(3)图中①表示内细胞团,②表示囊胚腔。(4)同一胚胎分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同,所以性别相同。(5)通过体细胞克隆技术培育的小牛其性别与供核的亲本相同,该技术属于克隆的范畴,为无性繁殖。(6)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(7)大量的研究已经证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
答案:(1)(次级)卵母细胞 获能
(2)桑椹胚或囊胚 (3)囊胚腔
(4)相同 (5)供核的亲本 无性繁殖
(6)将内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
(7)同一物种 受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
12.胚胎工程技术包含的内容很丰富,如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题。
(1)应用1中获得的小牛,其遗传物质来源于________________;为一次获得多个细胞B,往往需要向供体2内注入________。
(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养,其目的是__________________。
(3)通过应用2获得小牛,涉及胚胎工程的最后一道“工序”是____________。
(4)应用3中的细胞D取自囊胚的________,细胞C取自牛胎儿的________________。
(5)应用4中获得二分胚①和②,移植到受体牛中得到两只小牛,两只小牛的性别是____________。
解析:应用1是核移植技术,所获得的重组细胞内含有供体1和供体2的遗传物质;要获得较多的卵细胞,需对供体2进行超数排卵,可用一定量的促性腺激素,促进卵细胞的形成。精子只有获能后方可与卵细胞结合,常用的方法就是将精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养。胚胎工程的最后一道“工序”是胚胎移植。应用3是胚胎干细胞培养和胚胎性别的鉴定。应用4是胚胎分割。
答案:(1)供体1和供体2 促性腺激素
(2)诱导精子获能 (3)胚胎移植 (4)内细胞团 生殖腺(原始性腺) (5)雌性或雄性
13.(2013·高考山东卷)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为________,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________。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为________;也可从灰鼠体内取出卵子,通过____________后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用________方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。
解析:(1)将动物组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞后进行的初次培养称为原代培养;贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制。(2)将早期胚胎从雌性动物子宫中冲洗出来的方法叫冲卵;早期胚胎也可以通过成熟卵子和精子在体外受精后进行早期胚胎培养获得。(3)重组后的囊胚通过胚胎移植技术移入母体子宫内继续发育,暂不进行胚胎移植的胚胎可放入-196 ℃的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,这里的早期胚胎是指从受精卵发育到囊胚期(内细胞团)的细胞;iPS与ES细胞一样,可通过诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。
答案:(1)原代培养 接触抑制 (2)冲卵(或:冲胚) 体外受精(或:核移植) (3)胚胎移植 冷冻(或:低温)
(4)内细胞团 诱导分化
14.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、骨髓、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____________就是ES细胞。
(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的________。
(3)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。
(4)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,最大的优点是________________________________________________________________________。
(5)你支持“应立法保护利用胚胎干细胞进行克隆性治疗”吗?请陈述理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)早期胚胎(或原始性腺) 内细胞团
(2)全能性
(3)作为基因工程中的载体 感染(宿主细胞)
(4)不会产生免疫排斥反应
(5)支持,通过胚胎干细胞克隆人体组织、器官,可以用来治疗人类许多顽症(反对,通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞,胚胎是生命的开端,以牺牲一个生命的代价去挽救另一个生命,是违背伦理道德的)