内容发布更新时间 : 2024/5/9 4:28:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

现代生物科技专题 3.4 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题

预测点1.胚胎工程的主要技术

1.某研究小组将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里，再将囊胚移入代孕鼠体内发育而形成猴鼠嵌合体——猴鼠，用于角膜等器官的移植研究。请回答下列问题：

(1)猴子的皮肤干细胞只能发育成表皮及其附属物，如眼、耳等感觉器官，与胚胎干细胞相比，细胞中的遗传物质________，蛋白质种类________(“增加”“减少”或“不变”)。

(2)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是________________。根据胚胎干细胞的这种功能特性，当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时，利用胚胎干细胞的治疗思路是__________________

_________________________________________。

(3)囊胚期胚胎细胞开始出现分化，有些细胞个体较小，将来只能发育成胎膜和胎盘，这类细胞称为____________。因此，应将猴的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的____________部位，以伴随其发育成某种组织。

(4)将囊胚移入代孕鼠体内属于________技术，此技术对代孕受体的要求是________________。在畜牧生产中若想进一步提高胚胎的利用率，可采用________技术。

【解析】(1)细胞分化是基因的选择性表达过程，遗传物质不变，但产生了特异性的蛋白质。(2)胚胎干细胞具有全能性，因此可以通过诱导其定向分化成各种组织和器官，用于器官移植和修复。(3)在囊胚期，滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘，内细胞团将发育成胎儿的各种组织。(4)将囊胚移入代孕鼠体内属于胚胎移植技术，此技术对代孕受体的要求是同种、生理状态相同的其他雌性动物。通过胚胎分割技术能进一步提高胚胎的利用率。 答案：(1)不变 增加

(2)胚胎干细胞具有发育的全能性 通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补 (3)滋养层细胞 内细胞团

(4)胚胎移植 同种、生理状态相同的其他雌性动物 胚胎分割

2.据《自然》杂志介绍，日本研究人员利用实验鼠的胚胎干细胞人工培育出了名为“视杯”的视网膜雏形结构。据悉，在一种特殊的培养介质中，来自实验鼠的胚胎干细胞能逐渐发育成感光细胞、神经细胞等，进而形成视网膜的雏形结构。

(1)实验鼠的胚胎干细胞与体细胞相比，核仁较大，原因是_______________。 (2)利用实验鼠的胚胎干细胞能培育出视网膜雏形，其根本原理是__________。

该过程是否实现了细胞的全能性？________。在体外诱导培养时，“特殊的培养介质”中除了加入________等天然成分，很可能还应添加________________，以诱导胚胎干细胞向视网膜雏形分化。 (3)用ATP合成酶基因作为探针，如果能与胚胎干细胞诱导培养过程中某细胞内的mRNA杂交，能否说明该细胞已发生分化？________，理由是_____________ __________________________________________。

(4)假如研究人员在对“视杯”细胞中的某种酶进行提取时，向“视杯”细胞悬液中加入一定量的pH=7.0的缓冲液并充分搅拌，获得了破碎的“视杯”细胞。与生理盐水相比，使用缓冲液的优点是__________________________________

_______________________________________________。

【解析】(1)胚胎干细胞分裂较为旺盛，蛋白质合成过程活跃，而核仁与蛋白质的合成场所——核糖体的形成有关。(2)利用胚胎干细胞培育出视网膜雏形的过程发生了细胞分化，其本质是基因的选择性表达。由于该过程并没有形成完整的个体，所以未实现细胞的全能性。细胞培养时培养基中需要添加血清等天然成分。诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化时，培养液中往往需要添加分化诱导因子。(3)无论是已分化的细胞还是未分化的细胞，其ATP合成酶基因都会表达，因而在细胞中检测到ATP合成酶的mRNA时并不能说明该细胞已发生分化。(4)破碎“视杯”细胞时使用pH=7.0的缓冲液可避免酶溶液pH发生改变而影响酶的活性。

答案：(1)胚胎干细胞分裂较为旺盛，蛋白质合成过程活跃，而核仁与核糖体的形成有关 (2)基因的选择性表达 不是 血清 分化诱导因子 (3)不能 无论是已分化细胞还是未分化细胞，ATP合成酶基因都会表达

(4)可以保证溶液pH基本稳定，避免因pH变化而影响酶的活性

3.在个体发育过程中，细胞由于分化而丧失分裂能力，最终衰老死亡。但机体在生长发育过程中，仍保留了一部分未分化的原始细胞，一旦需要，这些细胞便能按照发育途径增殖分化出相应的组织类型，以保证局部功能的修复，人们称这些细胞为干细胞。运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES细胞)，如下图所示。

回答下列问题。 世纪金榜导学号77982237

(1)根据分化潜能不同，干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整个体)、多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(可发育成专门的组织)。干细胞在个体发育中的分化顺序是_________________________________。 A.全能→专能→多能 B.全能→多能→专能 C.多能→全能→专能 D.专能→全能→多能

(2)个体发育过程中最原始的干细胞是__________________。

(3)胚胎干细胞在形态上的特点是_____________________，它在功能上的特性是________________________。

(4)在体外培养过程中，必须用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞，然后在体外条件下诱导使其定向分化成各种类型的细胞，分化的分子水平表现是________________。利用分子杂交技术可以检测到细胞分化过程中遗传物质________(填“改变”或“不变”)，请简述其检测过程：_________________。 (5)通过胚胎干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。

【解析】(1)胚胎干细胞为全能干细胞，发育过程中先后分化为多能干细胞、专能干细胞。 (2)受精卵是个体发育的起点，是最原始的干细胞。

(3)胚胎干细胞在形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显的特点，功能上具有发育的全能性。 (4)用胰蛋白酶处理内细胞团，可以使之分散成单个细胞。细胞分化的分子水平表现是合成了特定的蛋白质，但遗传物质不变。可以制备特定的基因探针，并与从分化的不同种类细胞中提取的DNA杂交，观察并分析杂交的结果。

(5)利用胚胎干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免疫排斥问题。

答案：(1)B (2)受精卵 (3)体积小、细胞核大、核仁明显 具有发育的全能性 (4)胰蛋白酶 合成了特定的蛋白质 不变 制备特定的基因探针，并与从分化的不同种类细胞中提取的DNA杂交(观察并分析杂交的结果) (5)免疫排斥 预测点2.胚胎工程技术的应用

4.下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。

(1)进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下(光照14 h，黑暗10 h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激