胚胎工程范文

时间:2023-03-07 06:03:02

胚胎工程

胚胎工程范文第1篇

一、考点精析

(一)体内受精和早期胚胎发育

1.、卵子的发生与受精作用

(1)卵子的发生

特别提醒:①减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成,初级卵母细胞分裂产生一个大的次级卵母细胞和一个小的第一极体;减数第二次分裂是在和卵子结合的过程中完成的,次级卵母细胞分裂产生一个大的卵子和一个小的第二极体.②人类及大多数哺乳动物减数第一次分裂产生的第一极体大多数时候不会继续进行减数第二次分裂产生两个第二极体.有时会进一步分裂产生两个第二极体,但是第一极体与次级卵母细胞的分裂不可能完全同步.所以判断是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精.③卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所,内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡,而成熟的卵泡中可释放出卵子.排卵指卵子从卵泡中排出,而非卵泡从卵巢中排出.

(2)的发生

特别提醒:①精原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的精原细胞,初始的精原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的精原细胞.②在精细胞的变形过程中,细胞发生较大的变化:细胞核成为头的主要部分;高尔基体发育为头部的顶体;中心体演变为的尾;线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘;细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,最后脱落.

(3)受精作用

2.早期胚胎发育

特别提醒:①卵裂期的细胞只进行有丝分裂,细胞数目不断增多,但胚胎的总体积并不增加或略有缩小.②桑椹胚前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能,属于全能性细胞.③囊胚期出现囊胚腔,细胞开始分化,但其全能性仍很高,可用于胚胎分割.个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,个体较小的细胞,称为滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘.④原肠胚期出现有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔.

(二)体外受精和早期胚胎培养

1.体外受精

特别提醒:①就卵母细胞的采集和培养而言,对体型小的动物用促性腺激素处理,从输卵管冲取卵子(可直接受精);对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞(要在体外培养成熟).②获能的和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程.③超数排卵是指给供体母畜注射促性腺激素,使其,一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的成熟卵子,经合理的人工授精方法,可以获得数量较多的可移植胚胎.

2.早期胚胎培养

与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力.培养液成分较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质.当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存.不同动物胚胎移植的时间不同,牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植,小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植.

(三)胚胎工程的应用及前景

1.胚胎移植

(1)生理学基础

①动物排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的,这就为供体的胚胎移人受体提供了相同的生理环境. ②早期胚胎在一定时间内处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能. ③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能. ④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响.

(2)基本程序

供、受体的选择和处理同期处理配种或人工授精(体内受精)对胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植妊娠检查

胚胎工程范文第2篇

命题趋势分析:2014年高考可能会考查胚胎发育的基本过程和应用,或者可能会以胚胎干细胞在医疗上的应用为背景材料,对胚胎工程基础知识进行重点考查。

一、构建网络:统领知识整体

二、夯基固本:提炼知识要点

要点1体内受精与胚胎发育

1.、卵子的发生

(1)的发生。

①场所:的曲细精管内。

②时期:从初情期开始,直到生殖机能衰退。

③过程。

特别提醒:①精原细胞是由体细胞经细胞分化形成初始的精原细胞,初始的精原细胞经数次有丝分裂形成能进行减数分裂的精原细胞。②在精细胞的变形过程中,细胞发生较大的变化:细胞核成为头的主要部分;高尔基体发育为头部的顶体;中心体演变为的尾;线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘;细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,最后脱落。

(2)卵子的发生。

①场所:卵巢。

②时期:胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后。

③过程。

④两次分裂的时间:第一次是在雌性动物排卵前后完成的,第二次是在和卵子结合的过程中完成的。

特别提醒:①减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成,初级卵母细胞分裂产生一个大的次级卵母细胞和一个小的第一极体;减数第二次分裂是在和卵子结合的过程中完成的,次级卵母细胞分裂产生一个大的卵子和一个小的第二极体。②人类及大多数哺乳动物减数第一次分裂产生的第一极体大多数时候不会继续进行减数第二次分裂产生两个第二极体。有时会进一步分裂产生两个第二极体,但是第一极体与次级卵母细胞的分裂不可能完全同步。所以判断是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。③卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所,内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡,而成熟的卵泡中可释放出卵子。排卵指卵子从卵泡中排出,而非卵泡从卵巢中排出。

3.受精作用

(1)场所:雌性动物的输卵管内。

(2)过程。

①受精前的准备阶段。

a.获能:正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。

b.卵子的准备:发育到减Ⅱ中期,才具备与受精的能力。

②受精阶段。

特别提醒:①受精完成的标志是雌雄原核融合为合子。②经受精作用形成的受精卵的遗传物质中,核遗传物质一半来自(父本),一半来自卵子(母本),质遗传物质几乎全部来自卵子母体。

4.早期胚胎发育

哺乳动物早期胚胎发育依次经过以下不同的时期和结构:受精卵卵裂期桑椹胚(细胞数目为32个左右)囊胚(出现内细胞团和滋养层,后期囊胚孵化)原肠胚(内细胞团形成外胚层和内胚层,滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘)。图示如下:

特别提醒:①卵裂期的细胞只进行有丝分裂,细胞数目不断增多,但胚胎的总体积并不增加或略有缩小。②桑椹胚前的每一个细胞都有发育成完整胚胎的潜能,属于全能性细胞。③囊胚期出现囊胚腔,细胞开始分化,但其全能性仍很高,可用于胚胎分割。个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,个体较小的细胞,称为滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘。④原肠胚期出现了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。

要点2体外受精和早期胚胎培养

1.体外受精

(1)、卵子的获取与培养。

获取方法获能方法卵子促性腺激素处理后冲卵在活体或屠宰体的卵巢内直接采集人工培养成熟假阴道法手握法电刺激法培养法和化学诱导法(在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中诱导获能)(2)受精:获能的和成熟的卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。

2.胚胎的早期培养

(1)培养液成分:无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等物质。

(2)胚胎处理:当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植,或冷冻保存。

要点3胚胎移植和胚胎分割

1.胚胎移植的生理学基础

胚胎移入的

基础哺乳动物排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的胚胎收集的

基础哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态移入胚胎存

活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应保留遗传特

性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响2.胚胎移植的基本程序

对供、受体母牛进行选择、并用激素进行同期处理

用激素对供体母牛做超数排卵处理

超数排卵的母牛与优秀的公牛进行配种或人工授精

胚胎的收集(冲卵)

冲卵后,对胚胎进行质量检查并培养或保存,这时的胚胎处于桑椹胚或囊胚阶段

胚胎的移植

对受体母牛进行是否妊娠的检查

受体母牛产下胚胎移植的犊牛

3.胚胎分割移植

(1)理论基础:细胞的全能性。

(2)所需仪器设备:实体显微镜和显微操作仪。

(3)基本程序:选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或分割刀进行分割。

(4)定位:动物无性繁殖或克隆的方法之一。

(5)囊胚期分割要求:内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。

(6)意义:加快繁殖速度。

要点4胚胎干细胞

(1)来源:是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的。

(2)特点①形态:体积小、细胞核大、核仁明显;

②功能:具有发育的全能性;

③体外培养:可增殖而不发生分化。

(3)应用①治疗人类某些顽症;

②培育人造组织器官;

③研究体外细胞分化的理想材料。

三、高考警示:易混知识例析

1.受精过程易错分析

(1)受精标志≠受精完成的标志。

①卵子是否受精的标志是第二极体的形成(即在透明带和卵细胞膜间隙观察到两个极体)。

②受精完成的标志是雌雄原核融合成含二倍染色体的合子。

(2)排卵与受精。

①排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是指卵泡从卵巢中排出。

②成熟的必须获能后才具备受精能力。动物排出的卵子只有达到减Ⅱ中期时,才具备与受精的能力。

例1.下列有关哺乳动物和卵细胞的发生以及受精作用的叙述,正确的是()

A.采集到的和卵细胞相遇即可发生受精作用

B.排卵就是排出成熟卵细胞的过程

C.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成

D.受精作用完成的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体

【解析】采集到的必须经获能处理后才能受精,采集的卵细胞需要培养成熟后才可与获能的受精;卵细胞形成时的分裂过程分两个阶段,未排卵之前是在卵巢进行的,排卵之后减数分裂则是在输卵管中继续完成的。

【答案】D

2.胚胎移植易错分析

(1)同种动物之间进行胚胎移植易成功。这里的“同种”是指“同物种”。

(2)作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种,供体则为优良品种。

(3)进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,注意在囊胚阶段分割时,内细胞团要均等分割。

(4)试管婴儿技术为有性生殖,胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的,还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。

例2.关于胚胎分割移植,以下说法正确的是()

A.胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体

B.胚胎分割次数越多,产生的新个体也越多

C.胚胎分割移植属于有性生殖

D.胚胎分割若在囊胚期,不仅内细胞团要均等分割,滋养层也要均等分割,否则不易成功

【解析】胚胎分割时,应选择发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚,若在囊胚期,则要注意对内细胞团均等分割,而且分割次数越多,成功比例越小。由于分割的胚胎是由一个受精卵经过有丝分裂形成的,所以核中的遗传物质相同,该技术可看作动物的无性繁殖。

【答案】A

3.胚胎干细胞的特点

(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,包括人类早期胚胎的囊胚的内细胞团,具有胚胎细胞的特性。

(2)胚胎干细胞能长期维持未分化状态,又有全能分化的潜能和无限增殖的能力,在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型,在特定的环境诱导下,能分化成各类细胞系。

(3)胚胎干细胞是细胞的源头,是唯一不死的全能或多能细胞,并能够无限分化,它能制造机体需要的全部细胞。

例3.下列有关干细胞的叙述,错误的是()

A.自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应

B.胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化

C.组织细胞的更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程

D.造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可用于治疗白血病

【解析】自体干细胞不属于异物,不会引起自身的免疫排斥反应,故A项正确。胚胎干细胞具有全能性,在体外培养可以增殖、分化,故B项错误。组织细胞的更新包括增殖、分化和凋亡过程,故C项正确。造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力,可以治疗白血病,故D项正确。

【答案】B

四、巩固训练

1.下列不属于、卵细胞发生区别的是()

A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间

B.MⅠ和MⅡ的时间连续性

C.成熟生殖细胞是否经过变形

D.成熟生殖细胞中染色体的数量

2.下图是牛囊胚示意图,下列有关该图的叙述错误的是()

A.透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的

B.囊胚腔是一个充满液体的腔

C.内细胞团将来分化成内胚层

D.滋养层将来发育成胎膜和胎盘

3.培育“试管山羊”的基本过程如图所示,下列有关叙述正确的是()

A.图中采集的可以直接和卵母细胞受精

B.乙表示受精作用,该过程在子宫中进行

C.丁过程应将原肠胚移植到与供体表现型相同的代孕母羊子宫内

D.可取早期胚胎(如桑椹胚、囊胚)进行均等分割以增加胚胎的数量

4.下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,错误的是()

A.利用胚胎分割技术可以获得两个或多个基因型相同的胚胎

B.诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不需要加入滋养层细胞

C.采集到的和卵细胞相遇即可发生受精作用

D.受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体

5.下面是胚胎干细胞分离途径示意图。下列相关说法正确的是()

A.图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘

B.胚胎干细胞的体积和细胞核都较小

C.胚胎干细胞可以增殖而不发生分化

D.利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用

6.下图所示是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()

A.A所表示的细胞不一定是受精卵

B.图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段

C.应把③移植到处于状态的母牛的输卵管中D.图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术

7.试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。请根据试管牛的生产流程图回答相关问题:

(1)①②过程分别表示、。

(2)对供体母牛的要求是,通常母牛每次只排出一枚卵母细胞,可用激素对其进行超数排卵处理。

(3)从母牛体内获得的卵母细胞需要到(时期)才能与结合。在体外培养受精卵时,需要满足以下条件:、营养、温度和pH以及气体环境。

(4)生产上常用期的胚胎进行②进程,应用试管动物的优势在于。

参考答案

1.D2.C3.D4.C5.C6.A

7.(1)体外受精胚胎移植

(2)遗传性能和生产性能优秀促性腺

(3)减数第二次分裂中期无菌无毒的环境

胚胎工程范文第3篇

关键词:胚胎工程 同情 机理 处理方法

苏教版高中生物选修3―《现代生物技术专题》第54页图3―9牛胚胎移植过程示意图中提到“采用药物促使普通母牛和良种母牛同期,将胚胎移植到普通母牛子宫内”。该步骤中提到的同期是什么意思?药物指的是什么激素?同情机理是什么呢?

同期又称同步,就是利用某些激素制剂人为地控制并调整一群母畜周期的进程,使之在预定时间内集中。我们先来看看母畜的机理。

一、母畜的机理

周期是灵长类动物所特有的现象,表现为雌性生殖能力出现周期性变化,绝大多数雌性哺乳类动物在接近排卵期时,存在一个明显的对性刺激敏感的时期或出现增强的时期,称为期。在以外的其他时间,雌性动物常常拒绝雄性动物的求爱,可以细分为后期,间情期和前期。周期反映了卵巢的周期性(卵泡期和黄体期)变化。(如图1所示)卵巢的周期性变化是在母畜神经和激素的共同调节下进行的,下丘脑分泌的促卵泡刺激素释放素(FRH)沿垂体门脉循环至垂体前叶,调节促卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)的合成和分泌,腺垂体分泌的促卵泡刺激素(FSH)主要促进卵巢内卵泡的生成、发育、成熟,并分泌雌激素;黄体生成素(LH)主要促进排卵和黄体的形成。成熟的卵泡在促卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)共同作用下,能分泌大量的雌激素和孕激素。在排卵前血浆中大量的雌激素却对促卵泡刺激素释放素和促卵泡刺激素、黄体生成素的分泌起正反馈调节作用(如图2),以黄体生成素分泌增加最为显著,黄体生成素在排卵前达到高峰,由于黄体生成素的作用,引起卵泡的破裂而排卵。与此同时不断升高的雌性激素作用大脑皮层,在排卵的同时引起母畜的,即进入动物周期的期。排卵后,血浆中的雌激素水平急骤下降,残留卵泡在黄体生成素的刺激下,变成黄体,标志着从卵泡期进入黄体期,同时分泌大量的雌激素和孕激素。在黄体期,雌激素和孕激素浓度较高时,一方面可抑制下丘脑促卵泡刺激素释放素的分泌,另一方面又降低腺垂体对这种激素的敏感性,使促卵泡刺激素和黄体生成素分泌减少,实现负反馈。由于促卵泡刺激素和黄体生成素的水平急骤下降,因而没有新的卵泡发育。如果排出的卵没有受精,黄体就会在子宫产生的前列腺素的作用下开始渐渐退化,黄体退化后,雌激素和黄体酮在血浆中的含量急骤下降,对下丘脑和垂体的反馈抑制作用解除,促卵泡刺激素和黄体生成素稳定上升,一群新的卵泡开始生长发育,雌性激素升高,卵泡发育成熟,动物排卵。正常的周期伴随着卵巢的周期性变化周而重始地进行着。

二、同期的原理

从以上母畜机理可以看出,卵巢的机能和形态变化方面可分为卵泡期和黄体期两个阶段。卵巢周期是在周期性黄体退化继而血液中黄体酮水平显著下降后,卵巢中卵泡迅速生长发育,最后成熟并导致排卵的时期,卵泡期之后,卵泡破裂并发育成黄体,随即进入黄体期。黄体期内,在黄体分泌的孕激素的作用下,卵泡发育成熟受到抑制,母畜不表现,在未受精的情况下,一段时间后,即行退化,随后进入另一个卵泡期,由此看来,黄体期的结束是卵泡期到来的前提条件,相对高的孕激素水平可以抑制,一旦孕激素水平降到低限,卵泡即开始迅速生长发育,并表现为。因此,同期的中心问题是控制黄体期的寿命,并同时终止黄体期。如能使一群母畜的黄体期同时结束,就能引起它们同期。任何一群母畜,每个个体都随机地处于周期的不同阶段,如卵泡期或黄体期的早、中、晚各期。同期技术就是以卵巢和垂体分泌的某些激素在母畜周期中的作用作为理论依据,应用合成的激素制剂和类似物,有意识地干预某些母畜的过程,暂时打乱它们的自然周期的规律,继而将周期的进程调整到统一的步调之内,人为地造成同期化。这种人为的干预,就是使被处理的家畜的卵巢按照预定的要求变化,使它们的机能处于一个共同的基础上。

三、同期的处理方法

同期技术主要通过两种途径:一种是向待处理母牛群同时施用孕激素,抑制卵泡的发育和,经过一定时期同时停药,随之引起同期。

另一种是利用前列腺素或其类似物,使黄体溶解,中断黄体期,降低了孕激素水平,从而提前进入卵泡期,使提前到来。这两种方法所用的激素性质不同,但都是使孕激素水平迅速下降,达到同期化的目的。

两种方法使用的激素不同,但是都是调节黄体的功能,使黄体期延长或缩短,最后达到使卵泡同期发育,同期排卵,同期的目的。在进行同期处理时也可配合使用促性腺激素,使卵泡更好地成熟和排卵,以便使母畜有较高的准确性和同期性。

值得注意的是不能用雌激素来同期,虽然从母畜的机理中可以得出在黄体期雌激素和孕激素一样可以抑制卵泡的发育,但是雌激素在血浆中的浓度过高时会抑制下丘脑和垂体的分泌活动,尤其是促性腺激素含量减少会引起卵巢的萎缩。

从以上内容我们可以清楚地看到,同情发期时所用的激素主要是孕激素和前列腺素,促性腺激素是次要的辅激素。

参考文献:

[1]王玢主编.人体及动物生理学.北京:高等教育出版社,1986.3(1996重印).

[2]程凤翔主编.人体解剖生理学.东北师范大学出版社,1996.8.

胚胎工程范文第4篇

[关键词]】组织工程;皮肤;无斑痕愈合;胚胎;成纤维细胞

[中图分类号]Q813.1[文献标识码]A[文章编号]1008-6455(2011)04-0605-04

Investigation on feasibility of constructing engineered skin substitutes with human embryonic fibroblasts

LIU Liu1,LI Wu-de1,CAI Guo-bin2

(1.Cleft lip and Palate Treatment Center,China Meitan General Hospital,Beijing 100028,China;2.Scar Integrated Treatment Centre,Plastic Surgery Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College,Beijing 100041,China)

Abstract:ObjectiveTo assess the biological and functional properties oftissue-engineered three-dimensional (3D) composites seeded with human embryonic fibroblasts (HEF).MethodsFibroblast cultures were developed from biopsies of human fetus and children. To determine the differences between fetal andfibroblasts, the cell shape, ultrastructure, growth cycle were observed. In addition, mixed lymphocyte culture was examined to evaluate the antigenicity. Three-dimensional skin constructs were obtained by seeding cultured cells in rat tail collagen scaffold. The content of IL-6 and TGF-β1 in the dermis culturing supernatant was measured by ELISA method.ResultsIn monolayer culture, HEF displayed more typical pattern and faster growing rate. HEF was poor stimulators of lymphocyte proliferation. In 3D culture, fetal constructs appeared more developed based on gross examination with significantly higher level secretion of IL-6 and lower of TGF-β than adults'(P

Key words: tissue engineering; skin; scarless wound healing; fetal fibroblast

寻找理想的种子细胞一直是组织工程皮肤领域的热点和难点,由于种子细胞增殖能力有限、抗原性、与基质相容性差等问题,存在着皮肤产量低,移植后排斥反应等缺陷。前2/3妊娠期的胚胎在受到创伤后具有无瘢痕愈合的能力,而这种愈合能力完全是由胎儿自身组织细胞的内在特性决定的[1]。我们取材于人胎儿皮肤、儿童正常皮肤进行成纤维细胞培养,比较其生长特性、形态学、生长动力学以及免疫原性差异,并复合鼠尾胶原构建人工真皮,观察种子细胞在三维构建中的增殖和功能,以探讨人胚胎成纤维细胞(human embryonic fibroblasts,HEF)作为组织工程皮肤种子细胞的可行性和优越性,为组织工程种子细胞的选择及将细胞移植用于临床提供实验依据。

1材料和方法

1.1主要仪器和试剂:MCO-15A型C02培养箱,倒置生物显微镜,超净工作台,台式高速离心机,恒温水浴箱,常规医用手术器械,日本H-600透射电镜;全自动蒸汽消毒器,针式滤器;培养基(DMEM:F12为1:1,含10%胎牛血清),中性蛋白酶。

1.2 二维培养以及相关实验

1.2.1 成纤维细胞取材:①实验组:5例,取人孕中期(20~28周)引产胎儿,性别不限;②对照组:12例,取自12岁以下瘢痕患者手术改形时修剪下的正常皮肤。

1.2.2 成纤维细胞的培养和传代:采用组织块法培养:将标本消毒后无菌条件下取中厚皮,切成1~1.5mm3的小块,将组织块贴到培养瓶内,加入培养基孵育,待成纤维细胞达60%~70%左右,传代培养。取两组第三代细胞进行光镜、透射电镜观察,绘制细胞生长曲线。

1.2.3 淋巴细胞体外增殖实验,参考文献[2]中毕建军等的方法,计量数据用均数士标准差(x±s)表示。P

1.3 三维培养以及相关实验

1.3.1 制作三维构建:取第三代HEFs和普通FBs,制成1×106个/cm3细胞悬液。迅速与鼠尾胶原液、重组缓冲液(2.756g碳酸钠、4.766gHEPES、0.35gNaOH溶于100ml蒸馏水中)以1200:4200:300的比例加入6孔培养板中,在孵箱内孵育30min后即形成胶原凝胶。加入DMEM:F12为1:1的含10%胎牛血清的培养基在孵箱内继续培养。

1.3.2 测定构建培养液中TGF-β1和IL-6含量:分别在1天、3天、5天、7天、9天、11天、14天每天收集两组各6个孔培养液,每次换液两组加液量均为5ml,用人IL-6、TGF-β1 ELISA试剂盒检测细胞因子含量。

2结果

2.1 二维培养阶段

2.1.1光镜下观察:同等培养条件和时间,HEF贴壁覆盖面积大于普通FB,HEF呈梭形、多边形或不规则形,边缘不整齐,极性排列不规则。细胞折光性强。普通细胞更容易呈束状排列(图1.1,图1.2)。

2.1.2 透射电镜下观察:HEF(第三代)功能活跃,表现为细胞体积大,胞浆丰富,胞核及核仁增大,胞膜与核膜折皱加深,胞浆内微丝粗大,沿细胞长轴平行排列,未见细胞连接(图2.1,图2.2)。细胞质内含有丰富的粗面内质网、游离核糖体和发达的高尔基复合体。

2.1.3 同代(P3)HEF和普通FB细胞生长曲线:在细胞生长前3天,两组细胞增殖速度相似,其后均进入对数生长期,HEF增殖速度超过普通FB,更早进入平台期,而后HEF仍保持着较高的生长密度(图3)。

2.1.4 淋巴细胞增殖实验:普通FB:与对照组相比原代~V代均有明显差异。组间比较:P0、P1与其它各代差异明显(P0.05),P2与P4,P5仍有明显差异(P0.05)。

HEF:与对照组相比原代有明显差异(P

2.2 三维培养阶段:两组培养液中TGF-β1和IL-6含量的比较:各组成纤维细胞培养后的第一天,即可检测到一定水平的TGF-β1和IL-6。两组细胞IL-6随着培养时间的延长分泌量增多,到第9天到达稳定高值水平,至第11天于第7天含量比较无统计学意义(P>0.05);胎儿组IL-6含量在各时间点都高于成人组(P

3讨论

3.1 HEF是构建组织工程皮肤的理想种子细胞,长期以来动物来源的胚胎成纤维细胞被广泛深入研究,发现其在胶原沉积、细胞分泌,细胞信号传导等方面存在一定的自主性[3],在分子水平,胚胎皮肤创伤后其WNT信号通路途径,细胞对WNT3a基因调控的应答都与普通FBs有本质区别[4]。2005年,Hohlfeld[5]等利用HEF与马胶原覆盖深度烧伤,发现烧伤创面愈合速度与质量都有明显改善,大大推进了HEF组织工程皮肤的发展。但针对扩增后HEF的基础实验研究并不多见,本研究为填补这一薄弱环节,对HEF的二维、三维培养进行较全面观察,再次验证了胎儿无瘢痕愈合与细胞本身特性密切相关,也为组织工程皮肤种子细胞选择和皮肤构建方法奠定了基础。

3.2 二维培养中,与普通成体FB相比,HEF呈现出更加良好的细胞状态,呈典型的纺锤状,贴壁面积更大,生长更旺盛,细胞寿命更长。透射电镜下HEF胞膜与核膜折皱加深,胞浆内微丝粗大,细胞质内含有丰富的粗面内质网、游离核糖体和发达的高尔基复合体,说明细胞的功能活跃。HEF约3天传代一次,可传25代而保持细胞基本形态。HEF细胞生长曲线近似“S”形,具有生长速度快,分裂指数高,代谢迅速和分泌功能旺盛的特点。以相同的初始接种密度培养,两组细胞均具有密度依赖性抑制,但HEF比后者具有更大的最大生长密度,这可能是由于胎儿细胞体积小,容积相同时,数量较多,也可能是由于单位细胞消耗营养物质较少所致。

3.3 HEF与淋巴细胞混合培养几乎可以不刺激其增殖,说明其低抗原性。HEF原代培养与对照组和其他代间均存在着显著差异(P

3.4 以往对种子细胞的研究很多是由二维培养结果对三维构建特性进行推断,这并不科学,因为细胞贴附的化学物理性质,细胞周围培养基血清含量,接种密度等条件都不同。本实验用鼠尾胶原作为支架构建三维培养,发现HEF比普通FB增殖更好,细胞功能更好,对支架的吸附性更好,体现了它良好的适应能力,验证了以往文献[6]。随着培养时间的延长,两组构建都表现出程度不同的收缩,并与细胞增殖具有时相性关系,即在细胞刚刚种植时,凝胶并未出现明显的收缩,在细胞增殖最旺盛时,凝胶收缩最剧烈。胶原的收缩是由成纤维细胞伸出突起对胶原纤维施加牵拉张力,使胶原纤维重新排列所致[7]。本实验中HEF增殖快,分泌旺盛,其三维构建表现出了更强的机械力学特性,收缩更加剧烈。

3.5 对三维构建培养液中细胞因子动态观察,其目的在于观察细胞的分泌特性,并间接了解种子细胞在鼠尾胶原中的存活和功能。IL-6是表皮细胞的一种丝裂原,可加速创面表皮化[8]。本实验发现与普通FBs相比,HEF的IL-6分泌更加旺盛,两组三维培养的IL-6含量上升趋势与各组FBs数量增殖趋势基本平行。TGF-β1参与创面愈合的全过程[9],对细胞分化、免疫功能、细胞增殖、炎症过程具有双相调节作用,可促进胶原合成与成熟[10-11],能够刺激血管生成和上皮化,刺激FBs的增殖、分化,促进肉芽组织形成,导致瘢痕的产生[12]。本实验发现HEFs的TGF-β1分泌量在各时相均少于普通成纤维细胞,且随时间增加的幅度并不大,说明HEFs的TGF-β1一直处于低分泌水平,并不随细胞数增加呈几何倍数增长。

我们的研究表明HEF具有旺盛的繁殖能力和低免疫原性,在鼠尾胶原凝胶中保持着活跃的生物学特性,是理想的组织工程种子细胞。但创面愈合是一个复杂的过程,涉及到各种细胞间的相互作用、细胞与基质间的作用以及多种炎症因子和细胞因子的作用,如何利用动物实验进一步探索HEF组织工程皮肤的有效性和安全性以及其治疗流程和机制,并建立HEF细胞库,将其广泛应用于临床,是一个有深远意义的研究课题。

[参考文献]

[1]Kelli M,Michael T,Longaker H,et al.Fetal wound healing:Current biology[J].World J Surg,2003,27(1):54-61.

[2]毕建军,伍津津,朱堂友,等.异体角质形成细胞免疫原性的初步研究[J].中国修复重建外科杂志,2007 ,21(9):999-1001.

[3]冯永强.胚胎成纤维细胞的生物学特点[J].中国美容医学,2008,17(7):1095-1097.

[4]Antoine L,Carre M.D.,Aaron W,et al.Interaction of Wingless Protein (Wnt),Transforming Growth Factor-1,and hyaluronan production in fetal and postnatal fibroblasts[J].Plast Reconstr Surg,2010,125(1):74-88.

[5]Judith Hohlfeld,et al. Tissue engineered fetal skin constructs for paediatric burns[J].The Lancet,2005,366(3):840-842.

[6]Sandulache VC,Parekh A,Dohar JE,et al. Fetal dermal fibroblasts retain a hyperactive migratory and contractile phenotype under two- and three-dimensional constraints compared to normalfibroblasts[J].Tissue Eng,2007,13(11):2791-2801.

[7]王丽强,黄一飞,黄靖香,等.细胞及胶原质量浓度对组织工程化三维重建兔角膜基质凝胶收缩的影响[J].中国组织工程研究与临床康复,2007,11(6):1083-1086.

[8]Wang XP,Schunck M,Kallen KJ,et al. The interleukin-6 cytokine system regulates epidermal permeability barrier homeostasis[J].J Invest Dermatol,2004,123(1):124-131.

[9]刘玲,陈敏亮.转化生长因子β1对瘢痕形成的影响[J].中国美容医学,2009,18(2):264-266.

[10]Creighton WM,Taylor AJ,Dichek DA,et al. Regional variability in the time course of TGF-beta1 expression,celluar proliferation and extracellular matrix expansion following arterial injury[J].Growth Factors,1997,14(4):297-306.

[11]Colwell AS,Krummel TM,Longaker M,et al.Fetal andfibroblasts have similar TGF-beta, Smaddependent, signaling pathways[J].Plast Reconstr Surg,2006,117(7):2277-2290.

[12]Richard AF,Clark, Kaustabh Ghosh. Tissue engineering for cutaneous wounds: A review[J].J Invest Dermatol,2007,127(5):1018-1029.

胚胎工程范文第5篇

关键词:高中生物;知识;链接

在教学中,依照章节的次序,让学生学习、归纳生物学基本事实,让生物学原理与概念有机结合,从中探寻知识的规律组成,发现当前生物应用技术与生物科学理论的建构模式,掌握生物学发展动向,帮助学生梳理各个知识点,强化理解能力,稳固而扎实地获取知识。将高中生物知识的各个环节通过一定教学方法来完成链接,让系统化、层次分明的知识网络形成于学生的头脑,提高学生的逻辑思维以及对知识按照先后顺序进行统一的能力。

1.创建知识链接

1.1形成章节内的知识链。知识链是指将生物学核心概念、基本原理、基本事实及运动过程等用文字箭号的形式串联起来,用来表现生命结构的特征及生命运动的特点,或人们利用生物学的原理来解决实际问题的过程。这种归纳方式简单明了,脉络清晰,是生物学教学中常用的一种手段。如在学习基因工程、动物细胞工程、胚胎工程等生物技术过程中,可引导学生尝试形成以下有关的知识链,例如基因工程部分,基因获取目的、基因构建的表达方式与载体、基因导入受体细胞、基因鉴定及检测,最后进入转基因部分;动物细胞核移植的知识链接创建,从动物体细胞过渡到MⅡ卵母细胞,分析细胞重组与胚胎、细胞代孕、动物的克隆技术等;胚胎移植部分,早期胚胎代孕母体子代;胚胎分割:早期胚胎二、四、八等份胚胎代孕母体子代;胚胎干细胞分离和培养:早期胚胎胚胎干细胞组织器官某器官缺陷的个体。用知识链形式归纳,可以将复杂的操作过程简约化,有利于学生的理解和记忆。

1.2寻找知识联系的“节点”。要建立起不同知识链之间的联系,关键是寻找知识链之间的联系的“节点”。所谓节点,就是指联系两条或几条知识链之间的关键概念、过程或原理,通过节点,可以梳理几条知识链之间的关系,就像交通要道的十字路口,方便地从一条知识链到达另一条知识链。上述的基因工程、细胞工程、胚胎工程中的几条知识链之间如何进行链接?可以通过引导学生探究如下问题来寻找链接的“节点”:⑴利用基因工程技术获得转基因哺乳动物常用的受体细胞是什么?受体细胞怎样对目的基因进行操作才能够发育形成转基因动物?⑵应用动物细胞核移植技术最终完成动物克隆时,完成重组的早期胚胎培养场所是怎样的形式?继续的发育场所是什么?⑶胚胎分割在什么时期进行操作的?分割后的早期胚胎如何处理才能得到遗传性状完全相同哺乳动物?⑷提取胚胎干细胞一般在什么时期?它有什么意义?通过探究可以发现,培育转基因动物和克隆动物,受体细胞或重组细胞都是在体外培养成早期胚胎,然后再移植到代孕母体内发育的。而胚胎分割和胚胎干细胞其实都是在早期胚胎水平上的操作的。这样就可以将“早期胚胎”作为一个节点,把几条知识链联系起来,达到链接的目的。

1.3链接不同的知识链。知识链接就是将不同的知识联系起来,这种链接可以是章节内的,也可以是跨章节的。通过寻找知识联系的节点,建立起不同知识链的沟通。有时几条知识链之间的节点并不特别明显,这就需要分析,仔细研究它们的关系,找出最关键的联系节点。找到“早期胚胎”这样一个关键的节点后,可以引导学生进行这样的链接:⑴进行胚胎移植的早期胚胎可能有哪些来源?⑵早期胚胎有几种去向?就可以从早期胚胎的来源和去向这两个方面来联系:哺乳动物早期胚胎可以通过正常的体内受精作用或体外受精收集到,也可通过基因工程或细胞工程获得的改造后细胞在体外培养而成。早期胚胎移植到母体内,由代孕的母体生出子代个体,就是说,通过基因工程和核移植培养的早期胚胎,只有通过胚胎移植过程,才能发育成所期望的哺乳动物。胚胎分割和胚胎干细胞分离和培养都是在移植前对早期胚胎的处理,以获得更多的遗传性状相同的子代,或定向分化成组织器官,后者用以对有缺陷的动物进行器官移植。如下图所示。

2.知识链接的几种类型

2.1直链式链接。几条知识链通过关键的节点链接后,仍然为直链的链接方式。直链式链接结构简单,知识梳理清晰,特别适宜进行一章或一节内的知识联系,在一章或一节的复结中常使用。例如植物和动物的内在相关能量转变过程为光能、电能以及ATP等物质的活跃,化学能在ATP等物质中的活跃,光合作用的暗反应以及大部分有机物含有的稳定化学能ATP中的活跃化学能(动植物的呼吸作用);ATP中的活跃化学能机械能、光能、电能、化学能(动植物细胞中能量的利用)。通过链接完成生物体之间能量转变的过程,例如光能、电能以及ATP等物质内含有的活跃化学能;大部分有机物内含有的稳定化学能、活跃于ATP物质中的化学能、机械能、光能、电能以及化学能等。

2.2放射式链接。若干条知识链之间不形成紧密的联系,每条知识链只表现生命活动的某一方面,几条知识链由一个关键的节点链接后,形成放射式链接结构,就可以说明完整的生命活动过程,这种形式特别适宜建立不同章节之间的联系,在总复习课中经常使用。如血糖的调节过程,体温调节过程,水和无机盐调节过程,PH调节过程,免疫调节等几条知识链,可以通过“内环境稳态”这一节点联系起来,因为这些调节过程都是维持内环境稳定的重要方面,只有多种调节过程维持正常,才能表现内环境的稳定。如下图所示。

2.3网络式链接。不同的知识链,由关键的节点链接,各条知识链之间的关系错综复杂,不止在一个知识点处有关联,于是就形成了复杂的网络式结构,这种链接适宜跨模块或跨章复习时的归纳总结。如上述基因工程、动物细胞的核移植、胚胎工程之间的知识联系就是这种链接。

2.4体验式链接。体验式链接亦可称为体验式教学,它强调利用课堂体验来提高学生对于学习的主动性,以兴趣培养为前提,巩固生物知识的链接基础。体验式链接的内涵在于,教师充分向学生展示日常生活中可以见到的生物学相关知识,理解生物学与日常生活之间的关联,利用体验式教学来为知识链接注入活力,创造轻松愉快的生物课堂。体验式链接能够有效利用到学生原有的生物知识结构,通过实验和体验来将知识结构横向拓宽,为链接下一部分的知识打下基础。另外,体验式链接能够为学生带来一些反思,快速找到当前生物知识尚且存在的不足,通过对学生的引导,端正学习态度与学习的方式方法,创造一些可以利用到生物知识经验的教学场景,进而提高生物课堂的整体性与关联性,让知识链接得以事半功倍。

总之,身为教育工作者要持续不断地摸索先进教学经验,知识链接是为了让学生更好地掌握生物这门关联性很强的学科,如何让学生们积极活跃在生物教学每一个节点,让学生在学习过程中体验到乐趣。

胚胎工程范文第6篇

关键词: 生物技术;生物催化剂;生物反应器;检测和纯化;三大工程

中图分类号:X8 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0310027-01

在高中生物选修课本中,我们接触到的都是一类关于现代生物科技的知识。大多数人常常认为这一部分的知识十分琐碎,但事实情况恰恰相反,因为无论是传统的,还是现代的生物技术都涵盖了三个层面的核心问题。那就是:1)对所进行的生物反应中,特定生物催化剂或载体(如:酶或激素)的选取。2)为了充分发挥生物催化剂利用率,需要制造特定的反应容器(生物反应器或反应过程)。3)检测和纯化(也就是反应产物的分离提纯)。

而在高中生所学的选修课本中涉及现代生物科技三大工程,即:基因工程、细胞工程、胚胎工程。如若将这几部分的生物技术从三个层面的核心问题的进行区别和联系,即可很好的掌握和应用选修课本的知识点。而本文的是指引学生巧妙地将生物技术进行识记,理解。如下表将基因工程从生物技术的三个层面进行了剖析。

1 基因工程

在基因工程应用上,其中最重要的就应该是利用乳腺反应器或膀胱反应器来制造药物。它们有着共同的步骤,然而它们与一般的基因工程在处理上却有着独特之处。它们是将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因(或膀胱蛋白基因)的启动子等调控组件重组在一起,作为目的基因的。

像基因工程这种生物技术是基于分子水平之上的,一种精确,定向的控制。而在高中生所学的选修教材中还有一类生物技术是基于细胞水平之上的操作,那就是一种半随机,定向的控制,例如:细胞工程、胚胎工程等。而下表则是对细胞工程的操作进行了三个层次的分析。

2 细胞工程

此处所涉及的细胞工程基本上已经成功的进行了实验,并将大量的实验推广于应用之中,如:改良家畜、保护濒危物种、胚胎干细胞的移植、利用单克隆抗体治疗疾病等等。然而它们的成功率依旧很低,并且在安全性问题上也有争议。

其实不仅仅是细胞工程如此,胚胎工程也是如此。当人类对胚胎的发育研究到一定程度时,胚胎工程才逐步从细胞工程中分离出来,成为一门新的学问。

3 胚胎工程

由于胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,所以如果想对胚胎工程进行整体性的把握,必须了解动物的受精过程和早期胚胎发育的过程。而本文在此只作一个简单的概述。

1)受精

受精过程是指的与卵子结合形成受精卵的过程。而这个过程一方面是精原细胞经过减数分裂和变形形成,另一方面则是卵原细胞经过减数分裂形成次级卵母细胞。但是刚刚获得和次级卵母细胞却不能立即受精,因为它们还不具备受精的能力,所以要对进行获能处理和对卵子培养至MⅡ中期,两者方可受精。

处理之后,会发生顶体反应,产生顶体酶。进而穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,与此同时卵子发生透明带反应和卵黄膜的封闭作用,来防止多精入卵。最终雌雄原核融合,受精卵形成。卵母细胞的减数分裂完成,出现了两个极体(标志着受精作用的完成)。

2)早期胚胎发育

受精卵形成后立即进行有丝分裂,开始发育。当分裂达到32个细胞左右时,胚胎形似桑椹,称之为桑椹胚。此阶段及之前的细胞并未分化,属全能细胞,因而可以运用于胚胎分割技术。

而后桑椹胚进一步发育,细胞中开始出现分化,出现内细胞团和滋养层细胞(可用于做性别鉴定)。并且胚胎的内部出现了含有液体的囊腔――囊胚腔。由于囊胚的进一步扩大,导致了透明带的破裂,卵裂结束。随着囊胚中内细胞团的不断变化,其表层细胞形成了外胚层,下方细

胞则形成了内胚层。此时则形成了原肠胚,而由内胚层包围形成的囊腔称为原肠腔。

具备了以上的知识基础,才能更好地从生物技术的三个层面上剖析胚胎工程,如下表:

从上文的分析和归纳中不难发现,现代生物技术可以从三个核心层面去进行归纳总结。也许一个生物技术可能因为不需要提纯,而没有检测和纯化这一步,但无论是特定生物催化剂或载体的选取,还是生物反应器或反应过程,这两个核心层面总是必不可少的。

对于浩瀚的生物技术海洋而言,本文不过是冰山一角。笔者只愿每一个学习、教授、研究生物技术的人能不断前进,让生物技术系统性的存在于每一个学习、教授、研究它的学者的脑海之中。

参考文献:

[1](英)J.E.史密斯/著,《生物技术概论》,郑平、钱海丰等译,科学出版社.

[2]吴相钰、陈守良、葛明德主编,《陈阅增普通生物学》(第三版),高等教育出版社.

[3]何若天,《植物体细胞杂交和原生质体培养》,《广西农学院学报》,1987.1.

[4]张恒主编,《生物化学与分子生物学》,郑州大学出版社.

胚胎工程范文第7篇

关键词: 现代生物科技专题 基因工程 细胞工程 胚胎工程 生态工程

新课程标本中的必修模块是生物科学的核心,对于提高学生的生物知识必不可少,选修模块能够满足学生的多样化学习,为学生进一步学习生物科学知识奠定基础。因此这就要求高中生物教师具备一定的专业知识技能和素养才能在教学中起到引领的作用。尤其是选修教材,可能对于部分教师来说自己都是摸着石头过河,仍处于摸索之中。

选修课注重的是理解和应用,理论结合实际,所以教师在讲解的时候不需要过于深和专,只要学生能理解即可。每个工程的重点在于基本概念和原理的讲解,比如生态工程的原理就是一个重点知识,要求学生在记住这几个原理的同时学会应用。在教学中还要注意知识点之间的衔接,比如基因工程和蛋白质工程就是紧密联系在一起的,动物细胞培养和动物组织培养的区别,等等。有些知识点是比较难理解的,比如胚胎工程——《受精阶段》,所以教师要想办法把这部分内容以通俗易懂的形式呈现给学生。最重要的是要结合高考的要求,要求学生多做题,进行不定时的检测等有针对性的强化训练,以不变应万变。以下是我总结的每个专题的学习和教学建议,不足之处还请各位同仁批评指正。

1.基因工程

由于基因工程在必修教材的学习中已经打下了一定的基础,因此学生比较熟悉这部分内容,学习起来也容易得多。本章教学既要使学生应用已有的遗传学知识解决新问题,又要启发学生将理论知识应用于实践,懂得无论是获得目的基因,还是进行蛋白质改造,基因工程的最终目的都是造福人类。

本章的重点是基因工程的概念,工具和操作过程。在导入新课的时候可以从现实生活入手,例如:抗虫棉在当今社会生活中的应用,我们日常生活中吃的大米、植物油等好多都是转基因食品,引发学生的思考,从而得出基因工程的概念。基因工程涉及必修教材中DNA的结构、复制、表达酶等基础知识。所以在教学中教师有可以向学生提问:DNA是靠什么把一个个脱氧核苷酸连接起来的?要使DNA分子断裂需要用什么处理?等有关的问题,既复习原来的知识,又可以引出基因工程的工具酶等。由于基因工程的操作过程比较抽象,学生难以理解,教师可以借助多媒体辅助教学,使学生加深对基因工程的理解。

2.细胞工程

细胞工程包含了植物细胞工程和动物细胞工程两大块。突出了细胞工程的发展和基本技术在实际中的应用等方面的知识。重点在于微生物的细胞融合技术,植物体细胞培养,单克隆抗体的制备技术。本专题看似抽象神奇,但是也有很多我们熟悉的内容。

在教学中教师要注意不同知识之间的衔接,例如:植物组织培养和植物体细胞杂交的区别和联系,动物细胞培养和动物体细胞克隆的区别于联系,动物细胞融合和单克隆抗体的制备的区别和联系,等等。高考中不可避免会考查到相关知识。单克隆抗体的应用是个热点问题,与当今社会的生物科学发展联系紧密。学生要熟练掌握该项技术的原理和制备过程,因为这也是高考选修题的一个考点。

细胞工程是在学生学习必修一细胞与分子的基础上进行的,教学中可以引导学生先回忆细胞有关的知识,从而引出细胞工程的内容,对于比较抽象的部分尽量做到借助多媒体辅助教学,以动态直观的形式呈现给学生,使其便于理解。不要采用“满堂灌”的形式,给学生留出一部分的时间让他们理解。同时对学生提出一些问题如:(1)植物组织培养的过程中影响脱分化和再分化的条件有什么异同点?(2)动物细胞融合和植物细胞融合常用的促融合因子是什么?(3)杂交瘤细胞的特点是什么?单克隆抗体的优点是什么?(4)常用什么方法去除细胞壁?原生质体和原生质层有什么区别,等等。这样可以培养学生分析解决问题和交流与表达的能力,也加深了他们对知识的记忆能力。

3.胚胎工程

本专题是在动物生殖与发育的基础上,了解动物早期胚胎发育的规律,即哺乳动物胚胎发育的基本过程和胚胎工程的主要原理,技术,以及在生产上的应用。同时结合现代生物技术中的最新热点,阐述了胚胎干细胞及其研究进展。本节的重点是胚胎发育的基本过程,胚胎工程的原理和技术。该专题对于学生和老师来说都比较陌生,所以教学中要从日常生活中学生已有的理论知识出发,激发学生的学习兴趣。

受精过程的两个阶段是个难点,学生不容易理解,可以提出:必修教材中的受精过程,胚胎移植的基本程序,以及生理学基础,要求学生掌握,教学中应注意多举例子来说明问题。关于胚胎分割应强调分割的时期(桑葚胚或者囊胚)和注意的问题(胚胎分割时应注意对内细胞团均等分割且分割的分数不宜过多)。对于体外受精这部分知识,教师可以通过试管婴儿的介绍很自然地引入,教授过程最好图文结合,让学生明确这是有性生殖过程。

胚胎干细胞的技术及应用可以借助多媒体教学,同时让学生通过阅读教材总结交流三类干细胞的特点和功能。

4.生态工程

本专题的目的是要求学生在理解生态工程的概念,原理的基础上,对生态工程的基本原理灵活运用,举一反三。所以教学中应注意通过开展相关活动,尽量让学生参与实践活动,让学生自己动手调查一些当地生态工程的实力,明确生态工程和我们的生活息息相关,同时也可激发起学生对本节内容的学习兴趣。通过介绍一些当前生态工程的技术中的热点问题,去解决教学中的重点和难点。

胚胎工程范文第8篇

1. 利用下列细胞工程技术培养出的新个体中,只具有一个亲本遗传性状的是( )

①细胞和组织培养 ②细胞融合 ③动物胚胎移植 ④克隆羊技术(多利)

A. ①② B. ②③ C. ① D. ①④

2. 污染是植物组织培养过程中的最大技术难题,可发生于不同的对象和不同阶段,某同学按照教材中的实验操作,结果发现在培养基中出现白色晕圈或有色菌落,下列关于此项分析错误的是( )

A. 可能是锥形瓶口处理不当

B. 组织培养的每一个环节都有可能出现污染

C. 可在培养基中添加生长素等物质来避免污染

D. 先初培养,挑出无污染的物质再进行培养,可减少污染

3. 下列有关细胞工程的叙述,正确的是( )

A. 植物体杂交具有克服远缘杂交不亲和障碍的优点。

B. 杂交瘤细胞和骨髓瘤细胞可以在一个培养瓶中无限增殖。

C. 植物细胞产物包括蛋白质、脂肪、药物、香料、生物碱等。

D. 试管动物培育过程涉及到动物细胞核移植和胚胎移植等技术。

4. 培育“试管山羊”的基本过程如下图所示,有关叙述正确的是( )

A. 可以取早期胚胎(如桑葚胚、囊胚)进行分割以增加胚胎的数量

B. 图中刚采集的新鲜应当放在保温瓶中(生理盐水)存放

C. 乙表示受精作用,该过程在输卵管中进行

D. 对供、受体母牛进行同情处理来维持其相同的生理环境,这为胚胎的收集提供可能

5. 以下对于胚胎工程的说法错误的是( )

A. 胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术

B. 胚胎干细胞具有体积小,细胞核大和蛋白质合成旺盛等特点

C. 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清

D. 胚胎移植的主要意义是可充分发挥雌性受体的繁殖能力,缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量

6. 下列说法正确的是( )

A. 质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器

B. 用适当的化学物质处理受体细菌表面,将重组DNA导入受体细菌

C. 质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的运载体

D. 利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程不能称为“克隆”

胚胎工程范文第9篇

例1某生物体内有基因A,该基因能控制合成A蛋白,A蛋白是某种药物的有效成分,下图是将A基因导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图。据图回答:

(1)获得基因A有两条途径:一是以A的mRNA为模板,在酶的催化下,合成双链DNA,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的序列,再通过方法合成所需基因。

(2)利用PCR技术扩增DNA时,需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核糖核苷酸和酶,扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。

(3)下列关于各种酶作用的叙述,不正确的是。

A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接

B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合,催化遗传信息的转录

C.一种DNA限制酶能识别一种核糖核苷酸序列

D.胰蛋白酶能作用于离体的动物组织,使其分散成单个细胞

(4)图中的C称为,在基因工程中,常用Ca2+处理D,处理后D更易,此时D称为。

(5)图中最后一步“筛选”是指从转化细胞中筛选出能的大肠杆菌作为工程菌。

【知识要点复习】(1)利用反转录法合成目的基因的过程是:以mRNA为模板,在逆转录酶的催化下,合成单链的DNA,逆转录酶具有DNA聚合酶活性,在它的作用下,可合成双链DNA;根据蛋白质来获得目的基因的过程是:根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的脱氧核苷酸序列,再通过人工合成方法合成所需基因。

(2)PCR过程中需要引物、模板DNA、4种脱氧核糖核苷酸和热稳定性DNA聚合酶等物质,故在PCR反应体系中应添加这些物质。

(3)DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接,形成磷酸二酯键,A项正确;RNA聚合酶能与基因上的RNA聚合酶结合位点结合,催化遗传信息的转录,B项正确;一种DNA限制酶能识别一种“脱氧核糖核苷酸序列”而不是“核糖核苷酸序列”,C项错误;胰蛋白酶能将离体的动物组织细胞间质中的胶原蛋白分解,使其分散成单个细胞,D项正确。

(4)由图可知,A为目的基因,B为运载体,二者结合在一起,形成的C称为重组DNA(或重组质粒)。将目的基因导入微生物细胞,常用Ca2+处理受体细胞,使之更易吸收周围环境中的DNA,成为感受态细胞,提高受体细胞的转化率。

(5)目的基因导入受体细菌,是否可以稳定维持和表达其遗传性,可通过检测与鉴定,得到稳定遗传并能表达出A蛋白的细菌作为工程菌。

【答案】(1)逆转录氨基酸脱氧核苷酸

人工合成(化学)(2)引物模板DNA热稳定性DNA聚合(3)C(4)重组DNA(或重组质粒)吸收周围环境中的DNA感受态细胞(5)稳定遗传并能表达出A蛋白

二、胚胎工程、基因工程和细胞工程的综合命题

例2毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程图如下。

(1)过程①中最常用的运载工具是,这里也可以用动物病毒或作为运载工具,所需要的酶是限制酶和。

(2)在过程②中,用处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于和5% CO2的混合气体培养箱中进行培养,培养液中加入达到无菌环境,将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中,CO2的作用是。

(3)在过程③中,用处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要显微操作将吸出,处理后得到去核的卵母细胞。

(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是。在胚胎移植前,通过技术可获得较多胚胎,此技术若选囊胚作材料,应注意的事项是。

【知识要点复习】(1)将KIFⅡ基因导入成纤维细胞内,获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的过程采用了转基因技术,而转基因技术的原理是基因重组,过程①是基因表达载体的构建过程,该过程中最常用的运载工具是质粒,此外也可用动植物病毒及λ噬菌体的衍生物作为运载工具,此处不宜用植物病毒;所需要的酶是限制酶和DNA连接酶。

(2)过程②为动物细胞培养过程,该过程需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,使皮肤组织块分散成单个成纤维细胞,动物细胞培养需要一定的气体环境,即95%空气加5% CO2,CO2的主要作用是维持培养液的pH值。细胞培养需要无菌和无毒的环境,因此培养液中需加入(一定量的)抗生素以达到无菌环境。

(3)过程③表示活体采卵,该过程需用促性腺激素处理母羊使其超数排卵,以获取更多的卵(母)细胞,在体外培养到减数第二次分裂中期时,通过显微操作进行去核处理,将细胞核和第一极体一并吸出。

(4)从重组细胞到早期胚胎过程需采用(早期)胚胎培养技术。在胚胎移植前,通过胚胎分割技术可获得较多胚胎,此技术若选囊胚作材料,应注意的事项是将内细胞团均等分割。

【答案】(1)质粒λ噬菌体的衍生物DNA连接酶(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)95%空气(一定量的)抗生素维持培养液的pH值(3)促性腺激素细胞核和第一极体

(4)(早期)胚胎培养技术胚胎分割将内细胞团均等分割

三、细胞工程和胚胎工程的综合命题

例32015年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。

(1)此过程涉及试管婴儿的培育,它属于(填“无性”或“有性”)生殖,试管婴儿的培育用到的技术手段有:体外受精技术、技术和技术。

(2)该技术培育的“三亲婴儿”的染色体来自细胞,其细胞质基因来自细胞。

(3)据图分析,该技术(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲遗传病基因传递给后代,该技术能避免母亲的遗传性视神经病变遗传给后代,推测该疾病的致病基因位于上。

(4)细胞核移植技术一般选择减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞,其原因有:①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;②;③。

(5)高产奶牛“卢辛达”的培育也用到了细胞核移植技术,其过程大致如下图所示:

其中供体细胞来自(填“高产奶牛”或“普通奶牛”),将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带中,通过方法使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞中,体现细胞膜的特点;常用方法激活重组细胞,使其完成细胞分裂和发育。如果要提高重组胚胎的利用率,可对期的胚胎进行分割以获得多个可用于移植的胚胎,暂时不移植的胚胎可用方法保存。

【知识要点复习】(1)“三亲婴儿”的获得涉及“试管婴儿技术”,应属于有性生殖,体外受精技术得到受精卵后需要通过早期胚胎培养技术得到可用于胚胎移植的桑椹胚或囊胚,然后进行胚胎移植。

(2)通过题图分析可知,核移植是将母亲卵母细胞的核移植到捐献者去核的卵母细胞中,所以受精卵的细胞核内含有来自母亲的遗传物质和来自的父亲的遗传物质,而受精卵的细胞质基因几乎全部来自捐献者的去核的卵母细胞。

(3)母亲的红绿色盲遗传病基因可以通过细胞核进入受精卵,所以该技术不能避免母亲的红绿色盲遗传病基因传递给后代,该技术能避免母亲的遗传性视神经病变遗传给后代,因此“遗传性视神经病变”应属于细胞质基因控制的遗传病,即致病基因位于线粒体DNA上。

(4)细胞核移植技术一般选择减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞,其原因有:①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;②卵母细胞体积大,便于操作;③卵黄多,营养物质丰富,有利于早期的胚胎发育。

(5)高产奶牛“卢辛达”的培育属于克隆,其中供体细胞为高产奶牛的体细胞,其操作流程如下:

将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带中,通过电刺激方法使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞中形成重组细胞,重组细胞还需通过物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇等)激活才能继续分离和发育成重组胚胎。如果要提高重组胚胎的利用率,可对桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割以获得多个可用于移植的胚胎,暂时不移植的胚胎可用冷冻方法保存。

【答案】(1)有性早期胚胎培养(或动物细胞培养)胚胎移植(2)母亲的卵母细胞和捐献者的卵母(3)不能线粒体DNA(或细胞质DNA)(4)②卵母细胞体积大,便于操作③卵黄多,营养物质丰富(5)高产奶牛电刺激流动性物理或化学桑椹胚或囊胚冷冻

四、动物细胞工程和免疫知识的综合命题

例4下图是利用单克隆抗体技术制备三聚氰胺特异性抗体的过程。请据图回答:

(1)单克隆抗体的制备是动物细胞工程中技术的重要应用,该技术依据的原理是,而动物细胞培养依据的原理是。

(2)B淋巴细胞是由动物体内细胞增殖、分化、发育而来,主要参与动物体的免疫过程;单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是。

(3)由于三聚氰胺分子量过小,不足以激活高等动物的免疫系统,因此在制备抗体前必须对其进行①过程,下列物质中不适合作协助“扩容”抗原分子的是()

A.蛋白质B.多糖

C.磷脂D.核苷酸

(4)③过程采用与植物细胞原生质体融合相同的诱导方法有,③过程特有的方法是。

(5)④过程涉及两次筛选,分别筛选出和;单克隆抗体与传统血清抗体相比具有的优点是。

【知识要点复习】(1)单克隆抗体的制备过程是将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,然后经克隆化培养和抗体检测,最后得到单克隆抗体,所以单克隆抗体技术是细胞融合技术的重要应用;动物细胞融合依据的原理是细胞膜具有一定的流动性;动物细胞培养依据的原理是细胞增殖。

(2)B淋巴细胞是由动物体骨髓中的造血干细胞增殖、分化、发育而来的,主要参与动物体的体液免疫;单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

(3)协助“扩容”抗原分子必须是大分子物质,所以核苷酸作为小分子物质被排除。

(4)植物细胞原生质体融合常用化学方法(聚乙二醇PEG)和物理方法(离心、振动、电刺激);诱导动物细胞融合的方法有三种,分别是生物方法(灭活的病毒)、化学方法(聚乙二醇PEG)和物理方法(离心、振动、电刺激)。

(5)单克隆抗体制备过程的两次筛选:第一次筛选杂交瘤细胞,第二次筛选产生特异性(抗三聚氰胺)抗体的杂交瘤细胞;单克隆抗体与传统血清抗体相比具有的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。

【答案】(1)动物细胞融合细胞膜具有一定的流动性细胞增殖(2)造血干体液每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体(3)D(4)化学方法(聚乙二醇)和物理方法(电刺激)生物方法(灭活的病毒)(5)杂交瘤细胞产生特异性(抗三聚氰胺)抗体的杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高、可大量制备

五、动物细胞工程和植物细胞工程的综合命题

例5某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,其中不正确的地方有()处

植物细胞工程动物细胞工程技术

手段植物组织培养、植物体细胞杂交动物细胞培养和融合、单克隆抗体的制备特殊

处理机械法去除细胞壁胰蛋白酶处理、制备细胞悬浮液融合

方法物理方法、化学方法物理方法、化学方法、生物方法典型

应用人工种子、远缘杂交植株、作物脱毒单克隆抗体的制备、克隆动物培养液

区别蔗糖是离体组织赖以生长的成分动物血清不可缺少,需加一定量抗生素特点植物体细胞杂交技术可定向改造生物的性状单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备A.3处B.2处

C.1处D.0处

【解析】上表中有两处错误:一处是在植物细胞工程的体细胞杂交技术中去除细胞壁的方法是酶解法,即利用酶的专一性原理,用纤维素酶或果胶酶去除细胞壁;另一处是“植物体细胞杂交技术可定向改造生物的性状”,与传统的有性杂交相比,细胞融合技术的优点在于可以克服远缘杂交障碍,但不能定向改造生物的性状,故B项正确。

【答案】B

六、胚胎工程和减数分裂的综合命题

例6哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程,只有在促性腺激素和的诱导下才能完成。下图是为获得试管动物记录的某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组数)。请回答:

(1)图中Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞的名称分别为、、;卵裂的细胞分裂方式为。上图中细胞Ⅱ处于细胞分裂后期时染色体数为,细胞Ⅲ处于细胞分裂后期时染色体数为,细胞Ⅳ处于细胞分裂后期时染色体数为。

(2)卵原细胞经两次细胞分裂形成卵子,减数第一次分裂发生在排卵前后,减数第二次分裂发生在过程中。若是体内受精,则受精作用发生的场所是,当观察到卵细胞膜与透明带之间时,说明已经受精,是防止多精入卵的第一道屏障。

(3)试管动物的培育主要包括和两个过程,前者需在获能液或“专门溶液”中完成。

(4)对于试管动物理解正确的是。

A.属于无性生殖

B.属于有性生殖

C.体内发育

D.体外发育

E.运用基因工程技术

F.运用细胞工程技术

【知识要点复习】(1)图中显示卵原细胞经过染色体复制(减数第一次分裂前的间期)成为细胞Ⅱ初级卵母细胞,它在促性腺激素的作用下完成减数第一次分裂,形成细胞Ⅲ次级卵母细胞,次级卵母细胞在减数第二次分裂中期与相遇完成受精作用,继续完成减数第二次分裂形成受精卵,受精卵经过卵裂形成早期胚胎。细胞Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵,卵裂的细胞分裂方式为有丝分裂。处于细胞分裂后期的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞中染色体数分别为2N、2N、4N。

(2)卵原细胞经历的两次细胞分裂分别发生在:减数第一次分裂发生在排卵前后,减数第二次分裂发生在受精作用过程中;体内受精发生的场所是输卵管,当观察到卵细胞膜与透明带之间有两个极体出现时,说明已进入卵细胞,卵细胞被激活完成减数第二次分裂,排出第二极体;第一个触及卵细胞膜的瞬间,透明带的穿透性立即发生改变以防止多个进入透明带,这叫透明带反应。

(3)试管动物的培育主要包括体外受精和胚胎移植两个过程。

(4)试管动物的培育属于有性生殖,涉及动物细胞培养技术,未涉及基因工程技术,试管动物的发育是将早期胚胎移入母体(代孕母体)子宫内发育,因此是体内发育,所以选BCF。

【答案】(1)初级卵母细胞次级卵母细胞

受精卵有丝分裂2N2N4N(2)受精作用输卵管有两个极体透明带反应(3)体外受精胚胎移植(4)BCF

七、胚胎干细胞的应用综合命题

例7下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究。请据图分析回答问题:

(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,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)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从和中分离获取。过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔,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。

(3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是,将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建,需要的工具酶有。

(4)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时,获得免疫缺陷小鼠的方法是,该过程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。

(5)克隆转基因小鼠常用的技术手段有、、早期胚胎培养技术和。

【知识要点复习】(1)胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给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)胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取;胚胎干细胞具有发育的全能性,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。

(3)将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法,在导入前需构建基因表达载体(完成后称为“重组DNA”),需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。

(4)获得免疫缺陷小鼠的方法有射线照射破坏胸腺法和直接手术摘除胸腺法,这样小鼠就不能形成T细胞,不发生细胞免疫,移植组织细胞就不会被排斥。

(5)克隆转基因小鼠涉及克隆,则涉及细胞核移植技术和胚胎移植技术,该小鼠又是“转基因小鼠”,所以又涉及转基因技术。

【答案】(1)营养物质防止杂菌污染(2)早期胚胎原始性腺发育全能性(3)显微注射法基因表达载体限制酶和DNA连接酶(4)破坏小鼠胸腺(5)核移植技术转基因技术胚胎移植技术

【同步训练】

1.英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊,取名“多利”,这一方法被称之为“克隆”。我国中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植入到去核后的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖技术再次走在世界前列。以下说法正确的是()

A.在形成早期胚胎的过程中,依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段

B.在形成早期胚胎的过程中,尚未出现细胞的分化

C.将兔的早期胚胎分割后,分别植入两只母兔的子宫内,并最终发育成两只一样的兔子,此方法与“多利”的培养本质相同,涉及的技术也完全相同

D.兔子卵细胞质的作用只是激发大熊猫细胞核的全能性

2.下列实践与基因工程的说法不正确的是()

A.利用DNA探针检测饮用水是否含病毒属于基因工程的运用

B.农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,目的基因的最终插入位置是在染色体的DNA上

C.选择大肠杆菌作为“工程菌”生产的胰岛素并不具生物活性

D.培育转基因抗虫棉用到了细胞融合技术

3.下列关于基因工程技术的叙述,正确的是()

A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列

B.PCR反应中温度的周期性变化是为了配合DNA聚合酶催化不同的反应

C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因

D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

4.现有两个烟草品种A(Hhrr)和B(hhRr)的花粉若干(两对基因分别位于两对同源染色体上),利用诱导因素促使原生质体融合(只考虑两两融合)。只要有一对隐性基因纯合(rr或hh)时,在光照强度大于800 lx条件下,就不能生长。下列叙述正确的是()

①实验开始时必须除去不利于原生质体融合的物质②实验中得到A、B花粉之间融合细胞的基因型有6种③要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞,可在大于800 lx光照下培养,收集增殖分化的细胞团④从理论上分析,将融合细胞的培养液放在大于800 lx光照下培养,有5种基因型的融合细胞不能增殖分化

A.①②④B.①②③

C.②③④D.①③④

5.某农业生态工程基地按照生态和经济规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。

(1)通过套种、间种和等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的提供更多的食物。

(2)作为生态农业,他们用作物秸秆作饲料发展畜禽养殖,人畜粪便大力发展沼气池,沼渣用来养鱼,卖到市场增加了效益,这个基地运用了生态工程的等原理。

(3)在农业生产中尽量不施用农药,其目的是。

A.减少水土流失B.减少土壤肥力

C.减少环境污染D.减少生物多样性

6.水稻种子中70%的磷以植酸形式存在,植酸易与蛋白质结合排出体外,是多种动物的抗营养因子,而植酸酶可降解植酸。科学家研究发现酵母菌中含有植酸酶,设想将酵母菌的植酸酶基因导入水稻,培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:

(1)图中基因组文库cDNA文库(填“大于”或“小于”),B过程需要的酶是。

(2)为获得大量的目的基因,可以用技术进行扩增,其原理是,该过程中需要以图中的或为模板,所用酶的显著特点是。

(3)植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是,可以用DNA分子杂交技术进行检验。

(4)用限制酶处理载体和目的基因后,用酶处理,能连接平末端的酶,形成重组的基因表达载体,该载体的化学本质是。

7.下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图,其中利用植物秸秆中的原料生产的燃料乙醇,是一种“绿色能源”,可减少对石油资源的依赖。请据图回答:

(1)生态系统的主要功能是和,从生态学角度分析,人们建立图示的农业生态系统的主要目的是。建立该生态工程所遵循的基本原理主要是(至少答两点)等。

(2)植物秸秆经预处理后,应该利用微生物A所产生的纤维素酶进行水解,使之转化成发酵所需的葡萄糖。若从土壤中分离获取微生物A,应采用具有选择功能的培养基,培养基中的碳源为。

(3)为了提高植物秸秆的利用率,可以利用基因工程对微生物A进行改造,其基本方法是:先用同时切割和,然后用DNA连接酶将上述切割产物连接,构建并将其导入到受体菌中。

8.植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。

(1)理论上,基因组文库含有生物的基因;而cDNA文库含有生物的基因。

(2)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的是否得到提高。

(3)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株进行自交,如果子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为,则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条染色体上;如果子代中表现为,则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的两条染色体上。

【参考答案】

1.A2.D3.D4.D

5.(1)轮种消费者(2)物质循环再生、整体性(物种多样性)(答出两点即可)(3)C

6.(1)大于逆转录酶(2)PCRDNA复制目的基因Ⅰ目的基因Ⅱ耐高温(3)插入(整合)到染色体上的DNA中

(4)DNA连接T4DNA连接DNA

7.(1)物质循环能量流动实现生态系统内能量和物质的多级利用,提高农产品的产量,减少环境污染(合理地调整生态系统中的能量流动关系,提高能量利用率,减少环境污染)物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理(2)纤维素(3)同种限制性核酸内切酶

目的基因运载体基因表达载体

8.(1)全部部分(2)表达产物耐旱性

胚胎工程范文第10篇

一般母牛每次只排一枚卵。人们通过使用外源激素,能使母牛一次排多枚卵以生产多个胚胎,通过胚胎移植加快优良母牛的基因扩散。水牛卵巢上原始卵泡数比奶牛低30%,卵泡闭锁率较奶牛高,且水牛对超排药物反应力低,个体反应差异大。因此,胚胎回收率远低于奶牛。近年来,水牛的胚胎回收率虽有很大提高,可用胚胎可高达2.5~3.0枚,但大多数仍在1.0~2.0枚左右。常用于水牛超排的促性腺激素有PMSG(孕马血清促性腺激素)和FSH(促卵泡素),FSH的超排效果优于PMSG,每次超排获得有效胚胎的数量是2.09比0.56。同期技术可便于掌握适时输精,缩短配种时间,有利于提高人工授精配种受胎率和胚胎移植受胎率。近年来,国内对水牛同期技术的应用做了初步研究,发展了多种同期方法应用于诱导和排卵,如孕酮法、两次PGF2α法,GnRH结合前列腺素法、孕酮和ECG方法等。研究表明通常有优势卵泡和黄体存在时处理成功率较高;在繁殖季节同期的效果较好;在乏情季节,结合使用孕酮可提高受胎率。由于水牛对激素类药物的反应力较低,个体差异较大,而且多出现安静,因此超数排卵和同期的效率仍然较低。需要制订中长期的研究计划,探讨水牛卵泡发生和繁殖内分泌规律,找出有效的鉴定方法。

2胚胎体外生产

胚胎体外生产(IVP)包括卵母细胞体外成熟(IVM)、体外受精(IVF)和体外胚胎培养(IVC)。通过IVP可大量生产良种胚胎,是解决水牛品种改良过程中胚胎来源困难的一条有效途径。胚胎体外生产的卵母细胞来源主要分为屠宰场卵巢和活体采卵(OPU)。屠宰场卵巢容易获得,但由于系谱不明确,且绝大部分为沼泽型水牛卵巢,因此对水牛品种改良的意义不大。OPU通过B型超声波引导,经子宫壁采集卵母细胞,可重复从遗传价值较高的水牛采集卵母细胞,与体外受精技术相结合可生产大量系谱明确的胚胎,从而充分利用优良母牛的遗传潜力。OPU与体外胚胎生产技术相结合,生产的可移植胚胎为超数排卵的2~3倍,每头供体每月可生产更多的可移植胚胎(2.0±0.6枚),且可克服母牛生殖道疾病对胚胎质量的影响。体外胚胎生产虽已取得一定成绩,但水牛胚胎体外生产所需条件较高,需要专门的仪器设备进行操作,实质上仍处于研究阶段,尚未真正应用于生产。今后应降低胚胎体外生产成本,提高体外生产效率。目前已由专业单位进行良种胚胎体外生产,而后将胚胎冷冻保存,提供给基层水牛养殖户进行移植生产。

3胚胎移植

胚胎移植是水牛超数排卵、体外受精、体细胞核移植的最终环节,对良种水牛的扩繁具有重要意义。胚胎移植首先要解决供体母牛与受体母牛同期化问题,常用的方法与供体母牛情期同期化处理基本一样,受体母牛注射两次PG或其衍生物,使注射间隔时间11d。胚胎移植的操作关键是将胚胎准确地输入到卵巢有黄体的子宫角中。由于水牛黄体突出表面不明显,难以触诊,给胚胎移植准确到位带来了一定困难。母牛子宫颈在后不久就处于基本闭锁状态,使输胚管插入困难并容易造成子宫损伤,影响胚移受胎率。为了提高受胎率,一般以选用已产2胎以上的母牛作为受体母牛较好。由于受体牛的质量不能保障,所以水牛胚胎移植效率较低,一般水牛鲜胚移植受胎率只有6%~13%,个别试验受胎率达到33.7%~66.7%,胚移受孕水牛3个月内流产比例较高,流产率有时可达40%~50%。因此应加强和建立规范的受体母牛饲养管理,开展胎儿互相作用和胚胎发育免疫学研究,以提高水牛胚胎移植效率。

4胚胎冷冻

胚胎冷冻技术可突破时间和空间限制,解决胚胎生产与移植在时间和地域方面的矛盾,实现水牛胚胎本地生产异地移植,还可长时间保存优良种水牛的遗传资源,便于胚胎运输,促进水牛繁殖生物技术的推广应用。但因种种原因,水牛胚胎冷冻技术尚未得到广泛应用。今后应深入广泛开展水牛胚胎冷冻保存技术研究,从冷冻保护剂、冷冻方法、胚胎发育阶段等方面进行深入研究,以切实提高水牛胚胎的冷冻存活率,加速胚胎冷冻技术的应用。

5性别控制

目前,实现家畜性别的人为控制主要有两个途径:一是X和Y的分离;二是早期胚胎的性别鉴定。研究表明,将牛的分离后进行人工授精,产下母水牛的成功率为94%,公水牛的成功率为91%。使用流式细胞分类仪分离X、Y,准确率达90%以上,分离的用于体外受精,生产的胚胎移植后产下经XY性别控制的雌雄水牛双犊。通过胚胎分割结合PCR技术进行性别鉴定,切割胚胎移植后得到了性别控制水牛犊;其胚胎性别鉴定的准确率可达100%,胚胎分割后的存活率可达80%以上。使用性别控制技术进行繁育奶水牛的效率将比无性别控制的提高1倍左右,对加速繁殖良种水牛,推动水牛奶业发展具有重大现实意义。

6体细胞核移植及转基因研究

体细胞核移植在短期内可大量复制具优良基因的动物个体,并为转基因技术研究提供基础。水牛的体细胞核移植研究开始较晚,操作复杂,影响因素较多。自2005年首例水牛体细胞克隆牛犊诞生,到目前为止,仅报道3例成活的克隆水牛。转基因技术是基因工程和胚胎工程结合的一门生物技术。转基因动物生产是使用转基因工程技术将选定的目的基因导入动物染色体组,并整合表达和遗传的过程。通过转基因克隆方法对水牛进行定向遗传改良和研发高效乳腺生物反应器,可解决水牛奶业开发面临的水牛繁殖率低和产奶量低等问题,提高水牛的经济价值。

国家转基因专项重大课题“高繁殖力和高产奶量转基因水牛新品种培育”立项后,已先后培育出世界首例单显微授精的转基因水牛、世界首例慢病毒介导的转基因水牛、世界首例转基因克隆水牛。该课题将采用先进转基因技术改良水牛的遗传性状,提高水牛的繁殖力和产奶量,培育高繁殖力和高产奶量的水牛新品系,提高水牛养殖效益。水牛业是正在崛起的新兴产业,水牛业的发展直接和间接影响着“三农”问题的解决,是不可忽略的问题。水牛繁殖受气候和季节的影响较大,征兆不明显给鉴定带来一定困难,间隔时间长、受胎率低,这些因素制约着水牛的繁殖力。尽管如此,通过科研人员对水牛繁殖内分泌学的研究,以及对水牛人工授精、胚胎移植、体外受精、胚胎冷冻等生物技术的研究,使水牛繁殖性能的提高呈现了希望。随着超数排卵、核移植、转基因等新兴生物技术在水牛生产中的研究,相信将来水牛的遗传潜力和水牛奶业将会得到更好的发展。

上一篇:建筑规划论文范文 下一篇:招标投标范文