第二讲 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程

第二讲胚胎工程 专题现代生物科技 题组胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题 1 2010 江苏生物 16 下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述 错误的是 A 对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B 人工授精后的一定时间内 收集供体原肠胚用于胚胎分割C 利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D 一次给受体母羊植入多个胚胎 可增加双胞胎和多胞胎的比例 2 2010 江苏生物 17 老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的 淀粉样蛋白体 它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降 某些基因的突变会导致 淀粉样蛋白体的产生和积累 下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是 A 胚胎移植技术B 胚胎干细胞技术C 单克隆抗体技术D 基因治疗技术 3 2010 上海生物 29 图中a表示基因工程 c表示发酵工程 d表示克隆技术 则e和b分别表示 A 胚胎移植和细胞培养B 显微注射技术和细胞培养C 细胞培养和花粉离体培养D 显微注射技术和花粉离体培养 4 2010 江苏生物 18 下列关于转基因植物的叙述 正确的是 A 转入到油菜的抗除草剂基因 可能通过花粉传入环境中B 转抗虫基因的植物 不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C 动物的生长激素基因转入植物后不能表达D 如转基因植物的外源基因来源于自然界 则不存在安全性问题 5 2010 山东理综 35 胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术 可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用 下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程 1 从良种母牛采集的卵母细胞 都需要进行体外培养 其目的是 从良种公牛采集的精子需 后才能进行受精作用 2 在体外培养受精卵时 除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外 还需要提供 气体以维持 3 图中过程A称为 它在胚胎工程中的意义在于 4 研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器 需将目的基因导入牛受精卵 最常用的导入方法是 获得转基因母牛后 如果 即说明目的基因已经表达 使卵母细胞成熟 或 使卵母细胞获得受精能力 获能 CO2 培养液 基 的pH 胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率 显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素 或 牛乳腺细胞已合成人类白 细胞介素 6 2009 四川理综 30 将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞 命名为M细胞 再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠 胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠 体内 然后测定小鼠的血糖浓度 结果如图所示 虚线表示正常小鼠的血糖浓度值 请回答相关问题 1 实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚 取出胚胎后一般用 酶将其分散成单个细胞 2 根据实验结果可以判定M细胞已具有 细胞的功能 说明判定的理由 胰蛋白 胰岛B 胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素 3 用胰岛素基因片段做探针 对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测 请在下表的空格中填上检测结果 用 表示能检测到 用 表示不能检测到 上述实验结果表明 胚胎干细胞通过 定向分化为M细胞 4 若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中 重组细胞能否分化为其他类型细胞 请说明理由 基因的选择性表达 胰岛素基因的 表达 能 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质 细胞核的全能性 解析 1 已机械剪碎的动物组织细胞的分离可以使用胰蛋白酶使之分散开来 2 由于胰岛B细胞受损导致无法合成胰岛素来降血糖 血糖浓度过高随尿排出 导致糖尿病的产生 本题中通过曲线反应了未移植M细胞和移植M细胞小鼠血糖浓度的变化 可见移植M细胞的小鼠血糖浓度降低 显然M细胞发挥了胰岛B细胞的功能 3 这里的M细胞是小鼠的胚胎干细胞经过细胞增殖 分化而产生的 由于是通过有丝分裂增殖 所以M细胞和胚胎干细胞的DNA是一样的 然而细胞分化的实质为基因的选择性表达 追究其原因就是相同的DNA转录形成了不同的RNA 进一步合成了不同的蛋白质 所以M细胞和胚胎干细胞中的RNA是不一样的 从而在进行DNA探针杂交实验时出现了如表格中显示的杂交结果 4 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质 故其细胞核移植到去核的卵细胞中 重组细胞能分化为其他类型细胞 7 2009 宁夏理综 41 下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图 请回答 1 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 期的内细胞团或胎儿的 中分离得到的一类细胞 2 图中分化程度最低的干细胞是 在体外培养条件下 培养液中加入 因子 可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化 囊胚 原始性腺细胞 胚胎干细胞 分化诱导 3 在机体内 皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因 的结果 4 某患者不能产生正常的白细胞 通过骨髓移植可以达到治疗的目的 骨髓移植的实质是将图中的 细胞移植到患者体内 5 若要克隆某种哺乳动物 从理论上分析 上述红细胞 白细胞 皮肤细胞 神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的 其原因是 6 若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制 使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的 期 7 在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段 用 细胞与骨髓瘤细胞融合 经多次筛选最终得到能分泌 的杂交瘤细胞 选择性表达 造血干 红细胞 细胞中无细胞核 间 B淋巴 特异性抗体 解析 1 胚胎干细胞是从早期胚胎或胎儿原始性腺中分离出来的一类细胞 囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞 2 图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞 全能性最高 在体外培养条件下 要想将该种干细胞诱导分化形成不同类型的组织细胞 须向培养液中加入分化诱导因子 3 细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果 4 骨髓是人体的造血组织 存在造血干细胞 骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内 5 克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核 而成熟的红细胞没有细胞核 所以不能作为供体 6 细胞周期包括分裂间期和分裂期 分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 7 在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段 用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 经筛选最终得到能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞 考点1胚胎工程相关问题整合 一 网络构建 二 受精及胚胎发育的过程1 受精过程 1 准备阶段 包括精子获能及卵子达到减数第二次分裂中期 2 受精阶段 包括精子穿越放射冠和透明带 进入卵黄膜 雌 雄原核形成及其融合 3 防止多个精子入卵受精的屏障 透明带反应 卵黄膜封闭作用 4 受精的标志和受精完成的标志 卵子受精的标志 在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体 受精完成的标志 雌 雄原核的融合 2 早期胚胎发育过程 三 胚胎工程的操作流程1 试管动物生产流程 2 克隆动物的培育流程 根据发育成新个体D的重组细胞核由动物B提供 而性别及大多数遗传性状是由核内遗传物质决定的 故B D两者的性别及大多数遗传性状相同 克隆动物的起点是经过核移植形成的一个细胞 其遗传物质主要来自供核一方 3 胚胎移植的培育流程以牛胚胎移植为例 四 胚胎工程的应用1 胚胎移植的过程 配种或人工授精 胚胎移植 检查 2 胚胎分割 采用机械方法将 经移植获得同卵双胎或多胎的技术 3 胚胎干细胞 ES或EK细胞 1 来源 由或中分离出来的一类细胞 2 特点 3 应用 治疗人类的某些顽症 培育移植用的人造组织器官 作为研究体外细胞分化的理想材料 对供 受体的选择和处理 对胚胎的收集 检查 培养或保存 早期胚胎切割成2等份 4等份或8等份等 早期胚胎 原始性腺 体积小 细胞核大 核仁明显 具有发育的全能性 五 生物技术可能引发的安全性问题和伦理问题1 转基因生物可能引起的安全性问题 1 食物安全问题 出现滞后效应 营养成分改变 侵犯宗教信仰者或素食者的权益 2 生物安全问题 成为新杂草 威胁其他生物生存 通过基因重组产生 超级杂草 3 环境安全问题 打破自然界物种的原有界限 重组微生物降解某些化合物的过程中 重组DNA与微生物杂交 产生 转基因植物的花粉中含有的有毒蛋白或过敏蛋白可通过蜜蜂进入蜂蜜中 最后进入其他动物和人体内 出现新的过敏原 成为 入侵的外来物种 破坏生态系统稳定性 产生污染环境的中间产物 有害病原微生物 2 生物技术引发的伦理问题 1 克隆人技术 冲击现有婚姻 家庭和两性关系等传统伦理道德观念 人为制造心理上和社会地位上都不健全的人 2 设计试管婴儿 把试管婴儿当作人体零配件工厂 是对生命的不尊重 抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎无异于 谋杀 3 基因检测 违反人类伦理道德 对个人隐私权提出挑战 制造基因歧视 3 正确看待生物技术 1 正视转基因技术可能带来的安全性问题 要趋利避害 不能因噎废食 2 4 生物武器 1 分类 病毒 经过基因重组的致病菌等 2 特点 危害时间长 隐蔽性强 3 公众态度 禁止生物武器的研发 生产 储存 扩散 使用 支持治疗性克隆 反对任何生殖性克隆人实验 致病菌 生化毒剂 致病性强 传染力强 1 几种特殊的生殖方式的比较 例1 深圳3月 牛胚胎移植的基本程序如图所示 请据图回答 1 图中a b c过程分别是指 2 供体母牛的主要职能是 受体母牛必须具备 3 为了提高牛胚胎的利用率 常采取的方法是 处理的时期是 理由是 4 从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞 称为ES或EK细胞 这类细胞的形态特征有 5 你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些 超数排卵 冲卵 胚胎移植 只产生具有优良遗传特性的胚胎 健康的体质和健康的繁殖能力 胚胎分割移植 桑椹胚或囊胚期 此时还未出现细胞分化或分化程度低 体积小 细胞核大 核仁明显 胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度 迅速推广新品种 体积小 细胞核大 核仁明显 例2 试管婴儿 技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精 并在试管中培养受精卵使其发育到桑椹胚或囊胚阶段 再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿 它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会 也为人类的优生开辟了新的途径 据此回答 1 试管婴儿 技术在生物学上所依据的原理是 A 有性生殖B 组织培养C 克隆技术D 基因工程 2 试管婴儿 的形