高中 | 三 动物细胞核移植技术和克隆动物 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第二章 细胞工程

第2节 动物细胞工程

三 动物细胞核移植技术和克隆动物

$\rm I$.供体细胞的分化状态和表观遗传修饰模式是影响体细胞核移植胚胎发育的重要因素。为研究供体细胞$\rm RNAmA$修饰(即$\rm RNA$某位点的甲基化)水平对猪核移植胚胎发育的影响,研究者进行系列实验。

核移植的受体是                 细胞,核移植后的重构胚发育至                 阶段可利用                 技术转移到代孕母体子宫内以获得子代个体,从早期胚胎中分离获得的具有自我更新和分化潜能的                 可用于医学研究。

[["去核的卵母","桑葚胚或囊胚","胚胎移植","胚胎干细胞"]]

核移植的受体一般是去核的卵母细胞,当胚胎发育到桑葚胚或囊胚时,可以进行胚胎移植。另外,从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,由于具有自我更新和分化潜能,可用于医学研究。

$\rm RNAm^{6}A$修饰可通过提高$\rm mRNA$结构稳定性来影响早期胚胎发育。猪骨髓间充质干细胞(甲组)属于多能干细胞,猪胎儿成纤维细胞(乙组)则是处于分化终端的体细胞。研究者比较了两细胞内$\rm RNAm^{6}A$修饰水平及其作为核供体时重构胚的发育效率,结果如图$\rm 1$$\rm 2$。结果表明,核供体细胞的分化程度越高,                                                  越低。

  

$\rm II.$兰花人工种子由人工种皮、原球茎和人工胚乳构成。原球茎是由胚性细胞组成、形态类似球茎的结构,可发育成完整植株,人工胚乳可调控原球茎的休眠,并为原球茎的发育提供营养成分和激素。回答下列问题:

[["

$\\rm RNA$修饰水平和核移植重构胚的发育效率

"]]

猪骨髓间充质干细胞(甲组)属于多能干细胞,猪胎儿成纤维细胞(乙组)则是处于分化终端的体细胞,前者分化程度比后者低,由图$\rm 1$和图$\rm 2$分析可知,核供体细胞的分化程度越高,$\rm RNA$修饰水平和核移植重构胚的发育效率越低。

从盆兰花获取茎尖,对其进行                 处理后接种于培养基,茎尖通过                 后生长为原球茎。原球茎在发芽培养基上可很快长出幼叶,然后在生根培养基中形成完整植株。

[["消毒","脱分化"]]

进行植物组织培养时,需要进行无菌操作,即对外植体进行消毒,对培养基及其他器械进行灭菌等;将消毒后的外植体接种在培养基上,通过控制培养基中各种激素的比例来控制细胞的分裂分化,先诱导茎尖脱分化形成原球茎,再转移至发芽培养基上诱导其发芽,然后转移至生根培养基上诱导其生根。

将原球茎切成小块,转入增殖培养基进行继续培养,可以得到大量原球茎,实现兰花的快速繁殖。在增殖培养基中添加椰子水,原球茎会长得更饱满。不同成熟度椰子的椰子水对原球茎生长的促进效果不同,推测原因是不同成熟度椰子的椰子水中                                  的含量存在差异。

[["营养物质","激素"]]

由于椰子水中含有营养物质和激素,故增殖培养基中添加椰子水,原球茎会长得更饱满,但由于不同成熟度椰子的椰子水中营养物质和激素的含量存在差异,故对原球茎生长的促进效果不同。

某实验研究发现,与添加用过滤除菌法处理的椰子水($\rm A$组)相比,人工胚乳中添加用湿热灭菌法处理的椰子水($\rm B$组)使原球茎的休眠时间变短。研究人员推测$\rm B$组原球茎休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。作出上述推测的依据是:椰子水中有脱落酸;                $\rm ;$脱落酸不耐高温。为了验证上述推测,可增加一组实验($\rm C$组),$\rm C$组的处理是:                                                                                 

[["

脱落酸促进休眠;人工胚乳中先添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水后加脱落酸

"]]

脱落酸主要由根冠和萎蔫的叶片合成,作用是抑制细胞分裂、促进气孔关闭、促进叶和果实衰老和脱落、维持种子休眠。高压蒸汽灭菌法处理的椰子水($\rm B$ 组)使原球茎的休眠时间短于过滤除菌法处理的椰子水($\rm A$),由于椰子水中有脱落酸、脱落酸促进休眠、 脱落酸不耐高温,可推测$\rm B$ 组原球茎休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。可增加一组实验:人工胚乳中先添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水后加脱落酸,若原球茎的休眠时间比$\rm B$组长,即可验证推测。

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