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高中 | 三 动物细胞核移植技术和克隆动物题目答案及解析如下,仅供参考!
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
细胞工程是细胞生物学理论与现代工程技术相结合,综合应用于农业、医药及食品等领域的科学技术。细胞工程技术的迅速发展,越来越深远地影响着人们的生活。
甘蔗是喜温作物,甘蔗新台糖$\rm 22$号($\rm ROC22$)具有高产高糖等优良特性但耐寒性差,桂糖$\rm 28$号($\rm GT28$)是耐寒品种,用$\rm ROC22$和$\rm GT28$进行体细胞融合,可望获得耐寒性更强且农艺性状优良的杂交后代。下图为培育过程示意图,请分析回答:
①运用体细胞融合技术培育出$\rm ROC22$和$\rm GT28$的杂交后代过程中,所运用的生物学原理有 。
②过程$\rm a$所需的酶是 ,细胞融合完成的标志是 。
③过程$\rm d$所用培养基中,含有植物激素$\rm X$和$\rm Y$,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况如图所示。植物激素$\rm X$是 。
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;纤维素酶和果胶酶;杂种细胞再生出细胞壁;细胞分裂素
"]]植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术,该过程的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;故运用体细胞融合技术培育出$\rm ROC22$和$\rm GT28$的杂交后代过程中,所运用的生物学原理细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故过程$\rm a$是去除细胞壁,所需的酶是纤维素酶和果胶酶;植物细胞去壁厚获得原生质体,采用一定的方法促进两种植物细胞的原生质体融合,融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发育成完整的杂种植株;该过程中杂种细胞再生出细胞壁标志着细胞融合完成。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向;生长素促进生根,而细胞分裂素促进芽的分化;由未分化细胞群的变化情况图分析可知,当植物激素$\rm X$与植物激素$\rm Y$比例$\rm =1$时细胞群形成愈伤组织,当植物激素$\rm Y/X\gt 1$时,细胞群分化出根,当植物激素$\rm Y/X\lt $时,细胞群分化出芽,表明植物激素$\rm X$为细胞分裂素,植物激素$\rm Y$为生长素。
我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如下图所示,请分析回答:
①体外培养动物细胞时,首先应保证其处于 的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制的气体条件是 。
②要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的$\rm ahESC$同时注入去核的卵母细胞形成重构胚,此卵母细胞应在体外培养到 期,得到的重构胚通常需要发育到 阶段才能进行胚胎移植。
③利用 的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠,请从遗传物质角度分析,利用这些孤雄小鼠作为实验材料进行医学研究的优点是 。
无菌无毒;$\\rm 95\\%$的空气和$\\rm 5\\%$的$\\rm CO_{2}$;$\\rm M$Ⅱ;囊胚或桑葚胚;胚胎分割;这些小鼠遗传物质相同,所以作为实验材料可以排除由基因的差异造成的个体差异,进而可以通过这些遗传背景相同的个体来对比来分析致病基因
"]]在体外培养细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作;动物细胞培养所需气体主要有$\rm O_{2}$和$\rm CO_{2}$, $\rm O_{2}$是细胞代谢所必需的,$\rm CO_{2}$的主要作用是维持培养液的 $\rm pH$。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有$\rm 95\%$空气和$\rm 5\%CO_{2}$的混合气体的 $\rm CO_{2}$培养箱中进行培养。因此体外培养时,首先应保证其处于无菌无毒的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是$\rm 95\%$空气与$\rm 5\%$二氧化碳的混合气体。动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞 核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成 新胚胎,继而发育成动物个体的技术,该技术中的去核的卵母细胞是减数分裂Ⅱ中期($\rm M$Ⅱ期) 卵母细胞。故重组细胞时,需将去核卵母细胞培养至减数第二次分裂中期。要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的$\rm ahESC$同时注入去核的卵母细胞形成重构胚,在对卵母细胞进行去核时,除了显微操作外,还可以采用梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等方法处理,得到的重构胚通常需要发育到桑葚胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植,因为此时的胚胎易操作,且处于游离状态。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚 胎切割成$\rm 2$等份、$\rm 4$等份或$\rm 8$等份等,经移植获得同卵双胎或 多胎的技术。为了得到多只孤雄小鼠,可利用胚胎分割的方法对乙进行处理;请从遗传物质角度分析,利用这些孤雄小鼠作为实验材料进行医学研究的优点是这些小鼠遗传物质相同,所以作为实验材料可以排除由基因的差异造成的个体差异,进而可以通过这些遗传背景相同的个体来对比来分析致病基因。
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