1、细胞工程、胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题1.马铃薯(4n)是种植广泛的农作物,病毒侵染后会导致产量大幅下降,为了提高产量可将马铃薯进行脱毒培育。番茄(2n)是重要的经济作物,科学家试图按下图方法培育出一种地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。回答下列问题。(1)为了获得脱毒马铃薯,外植体往往取自植物分生区附近(如茎尖),其原因是。利用植物组织培养能获得试管苗,其原理是。(2)上图所示过程属于植物细胞工程中的技术,这一技术的优点是可以。(3)过程用到的酶是;在过程中,常用的化学方法一般是用诱导融合,该过程成功的标志是。最终获得的“番茄马铃薯”属于倍体植株。答案:(1)分生区的病毒极少,甚
2、至无病毒植物细胞具有全能性(2)植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍(3)纤维素酶和果胶酶聚乙二醇(或PEG)杂种细胞再生出细胞壁(形成新的细胞壁)六解析:(1)植物分生区的病毒极少,甚至无病毒,因此为了获得脱毒马铃薯,外植体往往取自植物分生区;植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)题图所示过程属于植物细胞工程中的植物体细胞杂交技术,这一技术的优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍。(3)过程表示利用酶解法去除植物细胞的细胞壁,通常使用纤维素酶和果胶酶;过程表示原生质体融合,常用的化学方法一般是用聚乙二醇(或PEG)诱导融合;由于番茄的体细胞中含2个染色体组,马铃薯的体细胞中含4个染色体
3、组,二者融合的杂种细胞内染色体组为6个,所以最终获得的“番茄马铃薯”杂种植株属于异源六倍体。2.下图甲、乙是两种方法制备埃博拉病毒单克隆抗体的流程图。请回答下列问题。(1)图甲中从产生免疫反应的小鼠体内得到了抗的抗体,说明小鼠体内已形成了相应的B淋巴细胞。设法将B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合,常用的诱导因素有聚乙二醇、电激等。(2)图甲中经选择性培养的细胞,还需进行克隆化培养和检测,经多次筛选,就可获得足够数量的细胞。(3)图乙中将烟草细胞培养成转基因烟草植株涉及的最基本技术是。答案:(1)埃博拉病毒灭活的病毒(2)杂交瘤抗体(3)植物组织培养解析:(1)给小鼠注射埃博拉病毒可诱导小鼠产生抗埃
4、博拉病毒的抗体;细胞融合的诱导因素有化学因素(如聚乙二醇)、生物因素(如灭活的病毒)、物理因素(如电激)。(2)图甲中经选择性培养获得的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的细胞。(3)将细胞培养成植株的技术是植物组织培养。3.荷斯坦奶牛是世界上产奶量最高的奶牛品种之一。某公司引进纯种荷斯坦奶牛,并用以下途径繁育出荷斯坦良种奶牛群体。请回答以下问题。(1)请把上面空格的内容补充完整:激素;处理;。图中的冲卵是用特制装置把供体母牛子宫内的冲洗出来。(2)该公司为了在短时间内得到更多的良种奶牛,常常在进行过程之前采用技术进行操作,这种快速获得大量个体的繁殖方式属于
5、;质量检查合格的早期胚胎还可放入中进行保存。(3)为了确保得到雌性奶牛,可在移植前取细胞做DNA分析,从而对胚胎进行性别鉴定。答案:(1)促性腺同期发情胚胎移植(早期)胚胎(2)胚胎分割无性繁殖液氮(3)滋养层解析:(1)对良种荷斯坦奶牛进行超数排卵处理时需使用促性腺激素;对受体母牛要进行同期发情处理,以使其生殖器官的生理变化与供体相同;质量检查合格的早期胚胎可以进行胚胎移植。配种或人工授精后,需用特制装置把供体母牛子宫内的(早期)胚胎冲洗出来,即冲卵。(2)欲得到更多的良种奶牛,常常在进行胚胎移植之前采用胚胎分割技术进行操作,胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一;质量检查合格的早期胚
6、胎还可放入液氮中进行保存。(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时,可取滋养层细胞,利用DNA分子杂交技术进行。4.据图回答下列问题。(1)过程中,在培养液中加入使上皮组织细胞彼此分散,若用传代培养的细胞应不超过10代,以保证细胞的不发生变化。(2)科学家用小分子化合物的组合对小鼠成纤维上皮细胞进行处理,促使已经的成纤维上皮细胞“重新编程”产生GiPS细胞,这些GiPS细胞与囊胚中细胞性质相同。(3)过程中,导入的重组质粒中调控目的基因表达的组件是,的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。(4)若利用GiPS细胞诱导分化形成,再经技术,可较容易得到高等动物的体细胞克隆个体。(5)GiPS细胞经过体外诱导分化,可以培育出人造组织器官。图中培育骨髓造血干细胞移植回该小鼠体内与异体骨髓造血干细胞移植相比,最大的优点是。答案:(1)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)正常的二倍体核型(遗传物质)(2)(高度)分化内细胞团(3)启动子和终止子标记基因(4)早期胚胎(桑椹胚、囊胚)胚胎移植(5)不出现免疫排斥反应
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