基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(细胞)对基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到期时, 可从其内细胞团分离出细胞。
(3)步骤③中,需要构建含有基因的表达载体。可以根据基因的设计引物,利用技术扩增基因片段。用限制酶分别在片段两侧进行酶切获得基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点。
(4)为检测基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的,用抗蛋白的抗体进行杂交实验。
根据下述材料,结合所学知识,回答问题:
诺贝尔生理学或医学奖获得者英国科学家悉尼·布伦纳、美国科学家罗伯特·霍维茨和英国科学家约翰·苏尔斯顿发现了在器官发育和“编程性细胞死亡”过程中的基因规则,“编程性细胞死亡”是细胞一种生理性、主动性的“自觉自杀行为”,这些细胞死得很有规律,似乎是按编好了的“程序”进行的,犹如秋天片片树叶的凋落,所以这种细胞死亡又称为“细胞凋亡”。在生物的个体发育过程中,细胞不但要恰当地产生,而且也要恰当地死亡。
(1)细胞的衰老和凋亡是一种正常的生命现象。下列属于衰老细胞特征的是(多选)( )
A.细胞内水分减少 B.细胞呼吸速率增强
C.细胞的物质运输能力下降 D.细胞内酶的活性降低
(2)在健康的机体中,细胞的生生死死总是处于一个动态的平衡之中。例如,如果该死亡的细胞没有死亡,就可能导致______________,形成癌症。
(3)人在胚胎发育的初期具有尾,但在胚胎发育后期尾消失;在蝌蚪发育形成青蛙的过程中,尾也逐渐消失。从细胞水平看,这是由于
________________________________________________________________________。
(4)以下说法错误的是( )
A.在人体发育成熟之前的阶段,总体来说细胞诞生的多,死亡的少
B.发育成熟后,人体内细胞的诞生和死亡处于一个动态平衡阶段
C.该死亡的细胞没有死亡是机体抗性强有表现
D.“编程性细胞死亡”是基因调控的结果
科学家为了进一步探究细胞衰老的影响因素,进行了如下实验。
实验Ⅰ:分别在相同的条件下,体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果见下表:
细胞来源 |
胎儿 |
中年人 |
老年人 |
增殖代数 |
50 |
20 |
2~4 |
实验Ⅱ:分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养,结果如下图所示:
实验Ⅲ:将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养,当老年男性细胞停止分裂时,年轻女性细胞依然分裂旺盛。
实验Ⅳ:将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合;另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合,分别在体外培养,结果前者不分裂,后者分裂旺盛。
分析以上实验,回答下列问题:
(1)每个实验可以分别得出怎样的结论?
实验Ⅰ:细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱。
实验Ⅱ:
________________________________________________________________________。
实验Ⅲ:
________________________________________________________________________。
实验Ⅳ:
________________________________________________________________________。
(2)影响细胞衰老的内在因素有哪些?
________________________________________________________________________。
(3)实验Ⅲ的设计是否严密?若不严密,应怎样改进?
人体不同细胞的寿命和分裂能力如下表,请分析完成问题:
细胞种类 |
寿命 |
能否分裂 |
平滑肌细胞(分布于 胃肠等内脏器官) |
很长 |
能 |
小肠上皮细胞 |
1~2天 |
能 |
神经细胞 |
很长 |
大多数不能 |
心肌细胞 |
很长 |
不能 |
白细胞 |
5~7天 |
能 |
(1)细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗?寿命短的细胞是否一定能分裂?
(2)细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗?
(3)由上述分析,你能推测人体皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力吗?
科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小白鼠的体内分离出相同部位、相同大小的三块骨骼肌,分别为A、B、C,然后测定这三块骨骼肌释放CO2的量,其比为1.3∶1.2∶1据此分析:
(1)年龄最大的是________,其CO2的释放量不同,可能是细胞内________(细胞器)的功能减弱程度不同所致。
(2)三块骨骼肌细胞内,酶活性最强的是________,物质交换能力最差的是________。
(3)三块骨骼肌内,代谢废物沉积最多的是________。
在群体中,位于某对同源染色体同一位置上的两个以上、决定同一性状的基因称为复等位基因。已知紫色企鹅的常染色体上也有一系列决定羽毛颜色的复等位基因:G、gch、gh、g。该基因系列在决定羽毛颜色时,表现型与基因型的关系如下表:
请回答下列问题:
(1)企鹅羽毛颜色的基因型共有种。
(2)若一只深紫色企鹅和一只浅紫色企鹅交配后,生下的小企鹅羽毛颜色为深紫色∶中紫色=1∶1,则两只亲本企鹅的基因型分别为和。
(3)若中紫色雌雄企鹅交配后,后代出现中紫色和白色企鹅,现让子代中的中紫色与群体中的浅紫色杂合子交配,后代的表现型及比例为。
(4)现有一只浅紫色雄企鹅和多只其他各色的雌企鹅,如何利用杂交方法检测出该雄企鹅的基因型?(简述实验步骤和预期实验结果即可)