内容正文:
第2章
细胞工程
阶段过关检测卷(二)
细胞工程
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【复习与提高·P66】
1.(1)植物组织培养技术。一般不可育。白菜和甘蓝杂交产生的子代没有同源染色体,进行减数分裂时联会发生紊乱,不能形成正常的配子。
(2)B淋巴细胞。能大量增殖并能产生抗丙肝病毒的抗体。
(3)减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)。获能处理。
3.(1)诱导细胞融合。
(2)这两种物质都是通过改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA可以表达组蛋白去甲基化酶,该酶能降低组蛋白的甲基化水平;组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA可以抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,提高组蛋白的乙酰化水平。
(3)“聪明的化学方法”是指对重构胚的处理用了TSA以及将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,这可以促进囊胚的发育和提高代孕母猴的妊娠率。“操作技巧”是指科学家经过大量的训练,能在10 s内完成对卵母细胞的去核操作,能在15 s内将体细胞注入去核的卵母细胞,这样迅速的操作大大减少了对卵母细胞的损伤。
(4)在医学研究中通常需要用到遗传背景相似或相同的实验动物,这样实验组和对照组的比较才更具有说服力。小鼠因其能快速地进行近亲繁殖,产生大量遗传背景相似的后代,而被广泛用作实验动物。但是小鼠与人的亲缘关系太远,很多在小鼠体内有效的候选药物,用在人身上不一定有效,或有很大的副作用;在
小鼠体内存在的致病机制也不一定存在于人体内。由于猴与人的亲缘关系极近,培育大批具有相同遗传背景的克隆猴,对人类疾病致病机制的研究和新药的研发等具有重要意义。特别是在脑研究方面,克隆猴的培育将大大促进人类脑疾病的研究和治疗。例如,我们可以培育一批“模型猴”,标记它们的某一类神经元,追踪其神经连接,由于这些猴的遗传背景一致,所以在研究中可以最大限度排除由基因差异造成的大脑结构形状不一的问题。克隆猴的成功培育标志着我国在非人灵长类疾病动物模型研究方面处于国际领先水平。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2024·河北承德高二期末)植物组织培养可实现植物的快速、大量繁殖,还可保持优良品种的遗传特性。下列叙述正确的是( )
A.取植物茎尖或根尖进行组织培养可获得抗病毒苗
B.脱分化和再分化使用的培养基中激素的种类和比例都不同
C.外植体消毒时,用无菌水处理后再用次氯酸钠溶液冲洗即可
D.DNA甲基化可能会影响基因表达,脱分化后的细胞中也存在甲基化现象
解析:选D。脱毒苗不等同于抗病毒苗,培育脱毒苗时,一般选取植物茎尖或根尖作为外植体,因为植物分生区附近病毒极少,甚至无病毒,A错误;脱分化和再分化生芽使用的培养基中激素的种类是相同的,浓度和比例不同,B错误;外植体消毒时,需将经流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30 s,后立即用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30 min后,立即用无菌水冲洗2~3次,冲洗掉次氯酸钠,以免长时间作用破坏细胞,C错误;DNA甲基化主要表现为抑制转录,由此可知,DNA甲基化可能会影响基因表达,脱分化后的细胞中存在基因表达,故存在甲基化现象,D正确。
2.(2024·吉林长春高二期中)绝大部分用以生产生物医药产品的哺乳动物细胞均为贴壁生长细胞,这给大规模生物医药产品的生产带来很大困难。微载体的出现,从根本上改变了传统的细胞培养工艺以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体,可以在轻度搅拌下进行动物细胞培养。下列说法错误的是( )
A.接触抑制导致贴壁生长细胞无法大规模生产生物医药产品
B.微珠作为细胞贴附的载体后,接触抑制消失
C.微珠为细胞的贴壁生长提供了足够的表面积
D.传代培养时也需分散细胞,并用离心法收集
解析:选B。接触抑制即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,因此为产品的大规模生产带来困难,A正确;分析题意“微载体的出现,从根本上改变了传统的细胞培养工艺以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体,可以在轻度搅拌下进行动物细胞培养”可知,微珠作为细胞贴附的载体后,接触抑制没有消失,B错误;以悬浮在培养液中的微珠作为细胞贴附的载体,增加了细胞贴壁的表面积,C正确;传代培养时也需用胰蛋白酶处理分散细胞,并用离心法收集,D正确。
3.(2024·云南红河高二期中)人参是重要的药用植物,常以根入药。研究表明,可采用植物组织培养的方式培养人参不定根(如图所示),以满足市场需求。下列相关叙述不正确的是( )
A.过程①必须光照培养,过程②不需要光照
B.过程②所需要的细胞分裂素比例小于生长素
C.图中不定根的获得体现了植物细胞的全能性
D.培养过程中需要根据生长发育进程更换不同的培养基
解析:选A。过程①是脱分化,不需要光照,过程②是再分化,必须光照培养以增加有机物来源,A错误;生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成,比值适中时,促进愈伤组织的形成,由题干信息可知,该操作的目的是获得不定根,故过程②细胞分裂素比例小于生长素,B正确;图中不定根的获得利用了植物细胞的全能性,即该过程体现了植物细胞的全能性,C正确;该培养过程中有脱分化和再分化过程,故培养过程中需要根据生长发育进程更换不同的培养基,以满足不同时期对营养物质的需求,D正确。
4.单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是( )
A.能准确地识别抗原的细微差异
B.与细胞毒素结合可实现对肿瘤细胞的选择性杀伤
C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D.由免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌
解析:选C。B淋巴细胞分化程度较高,体外培养难以大量增殖,由免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞,能在体外培养的条件下大量增殖,并分泌单克隆抗体,C错误,D正确。
5.人肌红蛋白(Myo)是早期诊断急性心肌梗塞的生化标志物之一。下图为抗Myo单克隆抗体的制备流程图,下列说法正确的是( )
A.单克隆抗体必须加载药物之后,才能用于疾病的诊断和治疗
B.步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射Myo和抗Myo的抗体
C.步骤③获得的细胞都能无限增殖但分泌的抗体类型不一定相同
D.步骤⑤⑥后可在小鼠血清中或细胞培养液中获取大量的抗Myo单克隆抗体
解析:选C。利用单克隆抗体的特异性,在临床上用荧光标记的单克隆抗体,可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病,单克隆抗体自身也能用于治疗疾病,不一定需要加载药物,A错误。步骤①向小鼠注射Myo蛋白,让小鼠发生免疫反应,获得能产生抗体的B淋巴细胞;步骤⑤向小鼠腹腔注射分泌Myo抗体的杂交瘤细胞,目的是获得单克隆抗体,B错误。步骤③获得的杂交瘤细胞可能有多种,都能无限增殖但分泌的抗体类型不一定相同,C正确。步骤⑤⑥后可在小鼠腹水中或细胞培养液中获取大量的抗Myo单克隆抗体,D错误。
6.(2024·广东湛江高二期末)利用细胞核移植技术培育克隆牛的过程中,不涉及的操作是( )
A.卵母细胞的培养
B.重构胚的激活
C.动物细胞融合
D.体外受精
解析:选D。在该过程中需要采集卵母细胞并在体外培养到MⅡ期,A不符合题意;在细胞核移植过程中需要用物理或化学方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,B不符合题意;通过电融合法使两细胞融合,供体细胞与去核的卵母细胞融合,形成重构细胞,涉及动物细胞融合,C不符合题意;在细胞核移植技术中没有涉及体外受精,D符合题意。
7.(2024·山东临沂高二期末)近年来,野生动物郊狼的物种数量不断减少。科研人员利用种间体细胞核移植技术培育小郊狼的流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.小郊狼的遗传性状和代孕家犬的相同
B.使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅠ期
C.②是透明带,①中的染色体数目与初级卵母细胞中的相同
D.可用乙醇等处理激活结构③,使其完成细胞分裂和发育进程
解析:选D。小郊狼的细胞核基因来自郊狼,细胞质基因来自郊狼和家犬,所以小郊狼的遗传性状与郊狼和家犬有关,与代孕家犬无关,即小郊狼的遗传性状和代孕家犬的不同,A错误;使用显微操作技术对卵母细胞去核,且所用卵母细胞处于MⅡ期,B错误;②是透明带,①表示第一极体,其中的染色体的数目是体细胞的一半,初级卵母细胞中的染色体数目与体细胞中的相同,所以①中的染色体数目与初级卵母细胞中的不同,C错误;结构③表示重构胚,用乙醇等处理可以激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,D正确。
8.如图是一种抗体—药物偶联物的作用原理示意图,阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列有关叙述正确的是( )
A.单克隆抗体是由骨髓瘤细胞合成和分泌的
B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程
C.在治疗中,应先注射非活化的磷酸阿霉素,再注射抗体—药物偶联物
D.单克隆抗体特异性强,能特异性地消灭癌细胞
解析:选B。单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,A错误;根据题意可知,“阿霉素可抑制DNA和RNA的合成”,因此活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程,B正确;在治疗中,应将非活化磷酸阿霉素和抗体—药物偶联物同时注射,C错误;单克隆抗体特异性强,可特异性地结合肿瘤细胞,并能减轻阿霉素对正常细胞的伤害,D错误。
9.(2024·湖北武汉高二期中)研究发现,微藻能合成很多对人体有益的物质,如EPA和DHA等不饱和脂肪酸。科研人员将自养的巴夫藻和自养、异养均可的四鞭藻融合,筛选获得融合藻。在自养条件下,测定它们的生长速率和EPA、DHA产率,如下表。下列叙述错误的是( )
藻体
生长速率/(g·L-1·d-1)
EPA产率/%
DHA产率/%
巴夫藻
0.058
0.212
0.073
四鞭藻
0.140
0.058
无
融合藻
0.141
0.067
0.054
A.融合藻具有生长迅速又能合成EPA和DHA的优点
B.细胞诱导融合完成后培养体系中有多种类型的细胞
C.获得的融合藻还需进行克隆化培养和EPA、DHA检测
D.诱导融合前还需灭菌及用酶解法处理两种藻以获得原生质体
解析:选D。根据表格可知,融合藻生长速率最大,且能合成EPA和DHA,A正确;由于细胞融合具有随机性和融合率不是100%,因此细胞诱导融合完成后培养体系中有多种类型的细胞(应有未融合的巴夫藻细胞、四鞭藻细胞以及两个巴夫藻细胞融合体、两个四鞭藻细胞融合体、一个四鞭藻细胞和一个巴夫藻细胞融合体以及多细胞融合体),B正确;获得的融合藻还需进行克隆化培养和EPA、DHA检测,以便获得符合要求的融合细胞,C正确;诱导两种藻细胞融合前需先用纤维素酶等处理以获得原生质体,便于细胞膜融合,诱导融合前不需要灭菌,D错误。
10.(2024·广东佛山高二期中)单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了图示研究。下列叙述错误的是( )
A.为使A野化单峰骆驼超数排卵,可注射适量的促性腺激素
B.图中①操作可将采集到的新鲜精子与成熟的卵子共同培养
C.胚胎移植前,C受体雌性骆驼需要进行同期发情处理
D.早期胚胎的卵裂期,胚胎总体积不增加,有机物总量减少
解析:选B。注射适量的促性腺激素,促进A野化单峰骆驼超数排卵,A正确;图中①操作可将采集到的新鲜精子经过获能处理,再与成熟的卵子共同培养,B错误;胚胎移植前,C受体雌性骆驼需要进行同期发情处理,使C受体与供体野化单峰雌骆驼处于相同的生理状态,C正确;早期胚胎的卵裂期,在透明带内细胞进行有丝分裂,胚胎的总体积不增加,但由于细胞呼吸对有机物的消耗,因而有机物总量减少,D正确。
11.我国科学家通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中,培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪(如图所示)。下列相关叙述不正确的是( )
A.囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,此嵌合胚胎包含两种动物的组织
B.仔猪没有表现出食蟹猴的性状是因为食蟹猴的基因在仔猪体内不能进行表达
C.胚胎干细胞培养过程中需要提供无菌、无毒的环境,适宜的温度、pH和渗透压等
D.若该实验成功则有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内,培育出人体细胞发育成的器官
解析:选B。囊胚期细胞开始出现分化,其中的内细胞团具有全能性,将来发育成胎儿的各种组织,此嵌合胚胎包含两种动物的组织,A正确;分析题意,本技术最终培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪,即仔猪中有食蟹猴的相关性状表达,B错误;胚胎干细胞培养过程中需要提供无菌、无毒的环境,适宜的温度、pH和渗透压等,以保证细胞正常生长,C正确;若该实验成功则有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内,培育出人体细胞发育成的器官,该研究能够解决器官移植的供体不足问题,避免器官移植中的排斥反应,D正确。
12.哺乳动物的单倍体胚胎干细胞是指只含有一套染色体、拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群,可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型,在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列叙述错误的是( )
A.在体外培养条件下,单倍体胚胎干细胞可增殖而不发生细胞分化
B.单倍体胚胎干细胞可能由精子或卵细胞激活后发育形成,仍保持配子的生殖功能
C.单倍体胚胎干细胞具有发育的全能性,可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官
D.单倍体胚胎干细胞中不含等位基因,可直接培育成单倍体动物模型研究性状与基因的关系
解析:选D。由题意可知,单倍体胚胎干细胞拥有类似于正常胚胎干细胞的特性,则在体外培养条件下,在添加抑制因子的培养液中,单倍体胚胎干细胞能够维持不分化的状态,A正确;单倍体胚胎干细胞只含有一套染色体,可能由精子或卵细胞激活后发育形成,仍保持配子的生殖功能,B正确;单倍体胚胎干细胞具有发育的全能性,在一定条件下可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官,C正确;单倍体胚胎干细胞中不含等位基因,但动物细胞核具有全能性,需要核移植技术才能培育成单倍体动物,D错误。
13.CA215是一个糖蛋白中的糖类相关抗原表位,在正常人的免疫球蛋白和人体组织中几乎不表达,但在大多数肿瘤组织中表达。CA215的单克隆抗体RP215能抑制直肠癌细胞的增殖,诱导凋亡。下列说法错误的是( )
A.血液中CA215的水平显著升高可能是患癌症的信号
B.可在相应的杂交瘤细胞培养液中提取RP215
C.RP215能在培养液中快速分裂、分泌出抗体
D.制备RP215的过程中体现了细胞膜的流动性
解析:选C。CA215是一个糖蛋白中的糖类相关抗原表位,在正常人的免疫球蛋白和人体组织中几乎不表达,但在大多数肿瘤组织中表达,因此,血液中CA215的水平显著升高可能是患癌症的信号,A正确;单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的,CA215的单克隆抗体是RP215,所以可在相应的杂交瘤细胞培养液中提取RP215,B正确;能快速分裂、分泌抗体的是杂交瘤细胞,而不是单克隆抗体RP215,C错误;制备RP215的过程中涉及细胞融合,因此体现了细胞膜的流动性,D正确。
14.小鼠胚胎干细胞经过定向诱导可以获得多种功能细胞,制备流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.为获得更多的囊胚,采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同,所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
解析:选D。限制获得更多早期胚胎的主要原因是没有足够的卵母细胞,所以应该通过注射促性腺激素促进雌鼠超数排卵来获得更多的囊胚,A错误;细胞a和细胞b是由同一个受精卵分裂分化形成的,所以两细胞的核基因应该是相同的,由于基因的选择性表达,囊胚期细胞b已经分化形成了滋养层细胞,所以全能性降低,B错误;用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理内细胞团一段时间,催化分解了细胞间的蛋白质,从而获得分散的胚胎干细胞,C错误;动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2,一般将动物细胞置于含95%空气加5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养,D正确。
15.为研究药物丝裂霉素、顺铂和紫杉醇的抗宫颈癌效果,科研人员利用HeLa细胞(一种宫颈癌细胞)进行相关实验,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.培养HeLa细胞时需要使用液体培养基,细胞贴壁现象不明显
B.三种药物对HeLa细胞增殖抑制的作用均与药物浓度呈正相关
C.三种抗癌药物中,顺铂在抑制HeLa细胞增殖方面效果最好
D.与植物组织培养一样,HeLa细胞培养也能体现细胞的全能性
解析:选D。培养HeLa细胞时需要使用液体培养基,HeLa细胞能无限增殖,失去了接触抑制现象,细胞贴壁现象不明显,A正确;据图可知,在一定的范围内,随着三种药物浓度的增加,对HeLa细胞增殖抑制的作用均增加,即三种药物对HeLa细胞增殖抑制的作用均与药物浓度呈正相关,B正确;据图可知,在浓度相同时,三种抗癌药物中顺铂在抑制HeLa细胞增殖方面效果最好,C正确;细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,而HeLa细胞培养只是细胞数量的增加,不能体现细胞的全能性,D错误。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(13分)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如图所示,回答下列问题:
(1)该过程杂种细胞的培养离不开植物组织培养,避免微生物污染,优化培养条件可提高植物组织培养的成功率,在植物组织培养时,应从______________(至少答出2点)等方面制订措施,减少污染;在培养室中培养时,注意优化培养环境,控制________________(至少答出3点)等培养条件。
(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的____________存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是__________。原生质体经过再生出______,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和_____________植株的根尖制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。
(5)对杂种植株进行____________接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
解析:(2)用于融合的两个细胞,一个是黑芥苗的叶肉细胞,一个是花椰菜的根部细胞,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,因此可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体没有细胞壁的保护,需要加入适宜浓度的甘露醇以保证渗透压的稳定,避免原生质体吸水或失水破坏原生质体的完整性;原生质体通过再生出细胞壁形成杂种细胞,进而形成愈伤组织。(4)若观察再生植株的染色体变异类型,可以将其染色体与双亲的染色体进行比较,剪取再生植株和双亲植株的根尖经过解离、漂洗、染色和制片后再使用显微镜进行观察。(5)对杂种植株接种黑腐病菌,能正常生长的就是具有高抗性的杂种植株,从而可筛选出具有高抗性的杂种植株。
答案:(1)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作 温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2) (2)叶绿体 (3)保持原生质体完整性 细胞壁 (4)双亲(花椰菜和黑芥) (5)黑腐病菌
17.(13分)单克隆抗体免疫疗法能够抑制恶性肿瘤的发展。奥加伊妥珠单抗是一种新型的抗体—药物偶联物,由识别肿瘤细胞表面CD22蛋白的单克隆抗体和具有细胞毒性的卡奇霉素结合组成。卡妥索单抗是一种双特异性抗体,其制备原理与作用原理如图所示。
(1)一般无法通过只培养B淋巴细胞获取大量抗体,主要原因是_______。体外培养细胞时为保证无菌、无毒的环境,可采取的措施是_______(答出两点即可)。
(2)制备卡妥索单抗时,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞A需要进行两步筛选,第一步筛选的方法和目的是____________________。杂交瘤细胞A和B融合后,可向培养液添加__________________(填物质名称)用于筛选产生卡妥索单抗的杂交瘤细胞AB。
(3)奥加伊妥珠单抗在治疗肿瘤的过程中,单克隆抗体主要发挥________的作用。单克隆抗体还被广泛用作诊断试剂,原因是_________________。
(4)科研人员推测奥加伊妥珠单抗和卡妥索单抗联合给药对恶性肿瘤的抑制效果更好。为验证这一推测,某兴趣小组设计如下实验方案:将培养好的癌细胞悬浊液对无胸腺裸鼠(简称裸鼠)进行皮下接种,接种后2周可观察各裸鼠背部长出肿块,证明实验接种成功;将上述处理的裸鼠随机分为2组:生理盐水组和奥加伊妥珠单抗+卡妥索单抗组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药后每两日测量并记录1次肿瘤体积。
请完善上述实验方案的不足之处:___________________(答两点)。
答案:(1)B淋巴细胞不能无限增殖 对培养液和所有培养用具进行灭菌处理;在无菌环境下进行操作;培养液需要定期更换 (2)用特定的选择培养基筛选获得杂交瘤细胞 EpCAM和CD3 (3)靶向运输(或靶向运载) 单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备 (4)应补充单独添加奥加伊妥珠单抗和单独添加卡妥索单抗的两组给药实验组;在分组给药前应先测量每只小鼠的肿瘤体积并记录
18.(15分)(2024·广东广州高二期中)我国科学家在世界上率先利用去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA,通过调控重构胚相关基因表达,解决了体细胞克隆猴胚胎发育率和妊娠率低这一技术难点,首次成功克隆了食蟹猴(“中中”和“华华”)。克隆猴技术成功研发对于创新药物的临床实验具有重要意义。下图是我国科学家利用成纤维细胞和卵母细胞成功克隆食蟹猴的流程图,其中①~⑥表示过程。回答下列问题:
(1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是体细胞__________,恢复其全能性较难。选择卵母细胞作为核受体的成功率要远远高于其他细胞,分析其原因是____________(答出两点)。
(2)①表示食蟹猴成纤维细胞培养过程,应放在CO2培养箱中培养,CO2的作用是_________。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为______,因此在核移植前要用________酶将培养的体细胞分散开来。
(3)②③分别表示动物细胞核移植技术中的“去核”和“植核”过程,其中“去核”的目的是______________,常使用的方法是____________。
(4)将Kdm4d(能去除某组蛋白甲基化位点的甲基)的mRNA 注入融合细胞,能提高食蟹猴的胚胎发育率和妊娠率,机理可能是________________。
(5)在遵循动物研究伦理准则的前提下,克隆猴技术可用于构建动物模型,帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。这是因为这批动物模型_________,可以减少无关变量对实验结果的影响。
解析:(4)Kdm4d能去除某组蛋白甲基化位点的甲基,甲基化能抑制某些基因表达,因此推测将Kdm4d的mRNA注入融合细胞,能提高食蟹猴的胚胎发育率和妊娠率,机理可能是Kdm4d的mRNA经翻译形成Kdm4d,降低了组蛋白甲基化水平,使重构胚相关基因能正常表达。(5)通过克隆技术发育形成的动物核遗传物质相同,性状高度相似,可以减少无关变量对实验结果的影响,可用于构建动物模型,帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。
答案:(1)分化程度高 ①卵母细胞含有丰富的营养物质;②体积大,便于操作;③细胞质中含有某些利于全能性表达的物质 (2)维持培养液的pH 接触抑制 胰蛋白酶、胶原蛋白 (3)确保克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞 显微操作法 (4)Kdm4d的mRNA经翻译形成Kdm4d,降低了组蛋白甲基化水平,使重构胚相关基因能正常表达 (5)核遗传物质相同,性状高度相似
19.(14分)(2024·山西长治高二期中)我国对奶类的总需求量很大,奶牛品种是影响奶产量的主要因素之一,动物细胞工程和胚胎工程可实现让引进的良种荷斯坦奶牛快速、大量繁殖,从而提高奶产量。下图表示相关工程的部分应用。请回答下列问题:
(1)要想过程①获得更多的受精卵,需要用激素对荷斯坦奶牛进行__________处理;若进行体外受精,包括____________________、精子的获取和受精等步骤。
(2)获得小牛3主要采用了动物体细胞核移植技术。其中过程③获得重组细胞时,可通过显微操作法对__________(填“细胞A”或“细胞B”)去核,这里的“核”具体是__________________________。
(3)过程⑥是__________技术,进行性别鉴定时,从囊胚的__________中取样做DNA分析。
(4)过程⑦是__________技术,操作前要对受体牛进行同期发情处理,操作后要进行__________检查。
解析:(1)要想过程①获得更多的受精卵,需要用激素对荷斯坦奶牛进行超数排卵处理;若进行体外受精,包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。(2)获得小牛3主要采用了动物体细胞核移植技术。其中过程③获得重组细胞时,荷斯坦奶牛的细胞A主要提供细胞核,细胞B是MⅡ期的卵母细胞,通过显微操作法对其去核,这里的“核”具体是纺锤体—染色体复合物。(3)过程⑥是胚胎分割技术,可从囊胚的滋养层中取样做DNA分析,进行性别鉴定。(4)过程⑦是胚胎移植技术,操作前要对受体牛进行同期发情处理,操作后要进行妊娠检查。
答案:(1)超数排卵 卵母细胞的采集 (2)细胞B 纺锤体—染色体复合物 (3)胚胎分割 滋养层 (4)胚胎移植 妊娠
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