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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。下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将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上,并加入________、抗生素等物质,维持细胞不分化的状态。在此过程中,滋养层提供干细胞增殖所需的营养物质,加入抗生素是为了________,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________的特点。在哺乳动物早期发育过程中,囊胚的后一个阶段是________。

(3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是________,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_______ 。

(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的同源重组。这种检测方法是________________。

(5)胚胎工程的主要技术有______________________________(写出两种)。

【解析】 (1)培养胚胎干细胞时需在滋养层细胞上加入一定量的抗生素,以防止培养过程中的污染,由于对细胞所需的营养成分尚未完全搞清楚,因此需加入动物血清等一些天然成分。

(2)由于ES细胞可分化为胚胎的内、外、中胚层中任何一类细胞,继而形成不同的组织和器官,这说明ES细胞具有发育的全能性。囊胚孵化后进一步发育,此时的胚胎为原肠胚。

(3)目的基因导入动物细胞通常采用显微注射技术,构建表达载体时目的是让目的基因在受体细胞内稳定和表达即实现“转化”。

(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。

(5)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。

【答案】 (1)动物血清 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 (5)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(写出两种即可)

练习册系列答案
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(8分)人血中提取的血清白蛋白在临床上需求量很大,由于人类免疫缺陷病毒(HIV)等病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。通过一定的生物工程技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过
程如下:
a.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精形成受精卵,进行体外培养形成胚胎,然后再选出雌性奶牛胚胎供进一步使用。
b.将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞,形成细胞①;
c.取出细胞①的细胞核,注入去核奶牛卵细胞中,形成细胞②;
d.电脉冲刺激细胞②促使其形成早期胚胎;
e.将早期胚胎移植到母牛的子宫内,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)一般情况下,良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞数量很少,往往给雌牛注射          激素,使其超数排卵。
(2)采集的精子必须经过                     作用,才能进行受精作用。
(3)细胞①和②中        (①、②)实现了基因重组。
(4)在实验过程a中要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是       
(5)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),培养过程如下:早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中,必须用         处理内细胞团,使之分散成单个细胞。胚胎干细胞的结构特点是            。若想获取更多的基因型相同的小牛,应采取           技术。在培养动物细胞时,培养液中加抗生素的目的是      

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