Question

【題目】（一）正常細胞不能合成干擾素，但含有干擾素基因。我國科學家釆用基因工程技術(shù)生產(chǎn)干擾素a-2b已實現(xiàn)量產(chǎn)。具體做法是將產(chǎn)生干擾素的人白細胞的mRNA分離，反轉(zhuǎn)錄得到干擾素基因。將含有四環(huán)素、氨芐青霉素抗性基因的質(zhì)粒PBR322和干擾素基因進行雙酶切，用連接酶連接。將重組載體DNA分子在一定條件下導入大腸桿菌，在培養(yǎng)基中篩選培養(yǎng)，檢測干擾素的表達量，選出高效表達的工程菌。請回答：

（1）在分化誘導因子作用下，正常細胞可以擺脫抑制、合成干擾素，該過程發(fā)生的實質(zhì)是___________。

（2）據(jù)下圖分析，構(gòu)建重組載體DNA分子時，可以選用________________________兩種限制酶對質(zhì)粒pBR322和干擾素基因進行雙酶切，目的是既能保證目的基因和質(zhì)粒正向連接，又能防止_________________________ 、_____________________________（答兩點）。

（3）將重組質(zhì)粒導入大腸桿菌中，然后將細菌涂布到含___________的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，就可得到含質(zhì)粒PBR322或重組質(zhì)粒的細菌單菌落；再從每一個單菌落中挑取部分細菌轉(zhuǎn)涂到含有___________的培養(yǎng)基上，不能生長的絕大部分是含有重組質(zhì)粒的細菌，原因是___________。

（4）干擾素在體外保存非常困難，如果將其分子中的一個半胱氨酸變成絲氨酸，在-70°C 條件下可以保存半年。實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變需要直接對___________進行修飾或改造，這屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。

（二）科學家設(shè)計了以下流程，利用胚胎干細胞（ES細胞）對干擾素基因缺失的患者進行基因治療。請回答：

（1）上圖中進行的是________（填“體內(nèi)”或“體外”）基因治療，①過程中利用的生物工程技術(shù)手段稱為________。若導入的干擾素基因序列為已知，則可通過________獲取。

（2）ES細胞是由囊胚中的____________分離出來的一類細胞，具有____________性，可以將其培養(yǎng)成人體各種組織器官。

（3）下列關(guān)于上述操作中的敘述，正確的是________。

A．①②操作體現(xiàn)了上皮細胞具有全能性

B．③過程可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法進行基因?qū)��?/span>

C．完成基因?qū)�入的細胞就具有了合成并分泌干擾素的能力

D．基因治療依據(jù)的變異原理是基因重組

Answer 1

【答案】基因的選擇性表達 酶B、酶C 質(zhì)粒與目的基因自身環(huán)化 防止同時破壞質(zhì)粒中的兩個標記基因 氨芐青霉素 四環(huán)素 目的基因的插入破壞了四環(huán)素抗性基因，重組質(zhì)粒上只含有氨芐青霉素抗性基因，而質(zhì)粒上含氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，導入重組質(zhì)粒的細菌不能生長，而只導入質(zhì)粒的細菌能生長 基因 體外 核移植技術(shù) 化學方法合成 內(nèi)細胞團 發(fā)育全能 D

【解析】

1、基因表達載體的組成：目的基因、啟動子、終止子、標記基因等。標記基因可便于目的基因的鑒定和篩選。

2、由于不同限制酶識別的堿基序列不同，所以在切割質(zhì)粒和目的基因時常用雙酶切，可防止目的基因反向粘連和質(zhì)粒自行環(huán)化。

3、分析題圖：圖示是利用胚胎干細胞（ES細胞）對干擾素基因缺失小鼠進行基因治療的流程，其中①表示獲得重組胚胎的過程；②表示早期胚胎培養(yǎng)過程；③表示采用基因工程技術(shù)將目的基因?qū)�入受體細胞。

（一）（1）細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達，故在分化誘導因子作用下，正常細胞可以擺脫抑制、合成干擾素，該過程發(fā)生的實質(zhì)是基因的選擇性表達。

（2）標記基因可用于鑒定目的基因是否導入受體細胞，所以重組質(zhì)粒上至少要保留一個標記基因，由于兩個標記基因上均含有酶A的切點，所以不能用酶A切割，為了防止連接時目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化和防止同時破壞質(zhì)粒中的兩個標記基因，故在構(gòu)建重組載體DNA分子時，可以選用酶B和酶C兩種限制酶對質(zhì)粒pBR322和干擾素基因進行雙酶切。

（3）由于質(zhì)粒和重組質(zhì)粒上都含有氨芐青霉素抗性基因，而未導入質(zhì)粒的細菌不含有該抗性基因，所以將重組質(zhì)粒導入大腸桿菌中，然后將細菌涂布到含氨芐青霉素的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，就可得到含質(zhì)粒PBR322或重組質(zhì)粒的細菌單菌落；由于目的基因的插入破壞了四環(huán)素抗性基因，重組質(zhì)粒上只含有氨芐青霉素抗性基因，而質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，因此再從前面培養(yǎng)基上獲得的每一個單菌落中挑取部分細菌轉(zhuǎn)涂到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，不能生長的絕大部分是含有重組質(zhì)粒的細菌。

（4）蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造的一項技術(shù)。

（二）（1）分析圖解可知，上圖中進行的是體外基因治療，該過程利用的生物工程技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和核移植技術(shù)等。圖中①過程中利用的是核移植技術(shù)。在目的基因的核苷酸序列已知的情況，可通過人工方法合成獲取。

（2）ES細胞是由囊胚的內(nèi)細胞團中分離出來的一類細胞，利用其具有（發(fā)育的）全能性，可以將其培養(yǎng)成人體各種組織器官。

（3）A、①②操作過程中沒有形成完整的個體，因此不能體現(xiàn)上皮細胞具有全能性，A錯誤；

B、③過程將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法，B錯誤；

C、目的基因成功導入后不一定能成功表達，C錯誤；

D、基因治療采用了基因工程技術(shù)，而該工程技術(shù)依據(jù)的變異原理是基因重組，D正確。

故選D。