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 2017$$\rm 11$月~$\rm 12$月,中科院神经科学研究所研究团队利用体细胞克隆技术克隆出了猕猴“中中“和“华华”,该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。如图是体细胞克隆猴的技术流程,请据图回答下列问题:

图中猕猴胚胎成纤维细胞刚放入培养瓶中会沉降到瓶底部后细胞贴壁,贴壁细胞生长增殖时,还会发生                 现象。传代培养时,常利用酶处理,分散成单细胞,再用                 法收集,制成                 后转入新的培养瓶中。

[["接触抑制","离心","细胞悬液"]]

贴壁细胞生长增殖时,还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集$\rm ;$贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集。之后,制成细胞悬液后转入新的培养瓶中。

图中所示过程涉及的主要技术有                                                                                  。(答出两点即可)

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动物细胞核移植技术、早期胚胎培养技术(或动物细胞培养技术)、胚胎移植技术。

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图示过程涉及的主要技术有动物细胞核移植技术、早期胚胎培养技术(或动物细胞培养技术)、胚胎移植技术。

体细胞核移植比胚胎细胞核移植难度较高,原因是                                                                                  。而在体细胞核移植中,非人灵长动物的细胞核移植非常困难,一方面是对非人类灵长动物胚胎操作技术尚不完善,另一方面是                                                                                  ,导致胚胎发育率低。

[["

动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植;供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态

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哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。而在动物体细胞核移植中,非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态这导致了胚胎发育率低$\rm ;$另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。我国科学家经过多年努力,攻克了这些障碍,终于成功获得了体细胞克隆猴。

体细胞克隆猴的另外一个技术难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差。科学家发现,胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。由此推测,图$\rm 2$$\rm KDM4\;\rm dm\;\rm RNA$ 翻译产生的酶的作用是                                 

[["

催化组蛋白去甲基化

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由于胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关,为了使胚胎顺利发育,需要对组蛋白进行去甲基化操作,因此可推知图中$\rm KDM4\;\rm dm\;\rm RNA$翻译产生的酶的作用是催化组蛋白去甲基化的。

体细胞核移植技术有广阔的应用前景,在医药卫生领域,通过建立转基因体细胞系,培育的转基因克隆动物可以作为                 ,生产医用蛋白:在治疗人类疾病时,转基因克隆动物的细胞、组织、器官可以用于异种移植;以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞,经过诱导分化能形成相应的细胞、组织、器官,移植给患者时可以避免发生免疫排斥。

[["生物反应器"]]

体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。在畜牧生产中,利用体细胞核移植技术,可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育在医药卫生领域,通过建立转基因体细胞系,再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产许多珍贵的医用蛋白。

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