题目内容

18．胚胎干细胞（ES细胞）的研究是当前生物技术领域研究的热点之一，尤其是在生产转基因动物方面具有极大的科研及应用价值．如图表示利用胚胎干细胞所作的一系列研究，请据图分析回答：

（1）过程Ⅰ是将胚胎干细胞置于饲养层细胞上，并加入动物血清、抗生素等物质进行培养，可以维持细胞不分化状态．在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义．
（2）过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔中，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有发育的全能性的特点．在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚．
（3）过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法，将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用．
（4）通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品，可以确定该小鼠体内是否成功发生了基因重组．这种检测方法是抗原-抗体杂交．为了加快转基因小鼠的繁殖速度，可选用分割针进行胚胎分割，要注意将囊胚的内细胞团进行均等分割．
（5）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里全是软骨、神经管、横纹肌等人类的组织和器官．该免疫缺陷小鼠主要缺少T细胞，判断原因是在器官移植时，发生的免疫排斥反应属于细胞免疫，细胞免疫中主要是T细胞起作用．
（6）胚胎工程的主要技术有体外受精技术，胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎干细胞培养技术（写出两种）．

分析 分析图解：过程Ⅰ中ES细胞在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质．
过程Ⅱ中胚胎干细胞（ES细胞）是由早期胚胎或原始性腺中分离出的一类细胞，在功能上具有发育的全能性．
过程Ⅲ将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用．
过程IV必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是去除胸腺后，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥，研究的意义在于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题．

解答 解：（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态．在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染．
（2）ES细胞能培养成小鼠个体，说明胚胎干细胞具有发育的全能性．在哺乳动物胚胎发育过程为：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原肠胚→个体，可见，囊胚将进一步发育成原肠胚．
（3）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法．构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用．
（4）检测目的基因是否翻译出蛋白质产品，通常从转基因小鼠体内提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品．来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此为了加快转基因小鼠的繁殖速度，可选用桑椹胚或囊胚进行胚胎分割，要注意将囊胚的内细胞团进行均等分割．
（5）在器官移植时，发生的免疫排斥反应属于细胞免疫，细胞免疫中主要是T细胞起作用．因此去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥，从而获得免疫缺陷小鼠．
（6）胚胎工程的主要技术有体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎干细胞培养技术等．
故答案为：
（1）动物血清   不分化    防止杂菌污染  
（2）发育的全能性    原肠胚
（3）显微注射法   使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用
（4）抗原-抗体杂交    分割针     将囊胚的内细胞团进行均等分割
（5）T        在器官移植时，发生的免疫排斥反应属于细胞免疫，细胞免疫中主要是T细胞起作用
（6）体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎干细胞培养技术

点评 本题综合考查了免疫、基因工程、细胞工程、胚胎工程等方面的知识，要求考生能够识记胚胎干细胞的特点和来源；识记动物细胞培养的培养液成分及作用；识记目的基因导入受体细胞的方法；明确器官移植发生的免疫排斥反应属于细胞免疫．

练习册系列答案
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