题目内容
【题目】科学家将绿色荧光蛋白(GFP)基因转入小鼠胚胎干细胞(ES)内,GFP基因若表达就会使细胞带有绿色荧光,继而利用带有绿色荧光的ES细胞培育出嵌合型的小鼠用于科学研究,流程如图所示。请回答:
(1)在步骤①中构建基因表达载体时,需要在GFP基因的首端加入____________酶识别和结合的部位,有了它才能驱动GFP基因转录出mRNA,最终获得GFP。GFP基因的尾端还需有_________,使转录在需要的地方停止下来。
(2)步骤②的受体细胞是小鼠ES细胞,ES细胞一般从囊胚的___________分离得到,且ES细胞在形态上表现为________________的特点。在培养ES细胞时,细胞充满培养皿底部后停止分裂,这种现象称为__________________。如果想继续培养则需要重新用__________处理,然后分瓶继续培养,这样的培养过程通常被称为____________________培养。
(3)图中重组囊胚在步骤⑤之前要先检测是否有绿色荧光细胞,再通过___________技术移入代孕母鼠子宫内继续发育。
【答案】RNA聚合 终止子 内细胞团 体积小、细胞核大、核仁明显 接触抑制 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 传代 胚胎移植
【解析】
本题目考查基因工程原理以及胚胎移植相关内容,分析题图:图示为是转基因绿色荧光嵌合小鼠的培育过程,其中①表示基因表达载体的构建过程;②表示将目的基因导入受体细胞的过程;③表示受精作用;④表示早期胚胎发育过程;⑤表示胚胎移植过程;⑥表示妊娠产生转基因鼠的过程。
(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,能启动转录过程,因此,构建基因表达载体时,必须在目的基因首端加入启动子,在末端加入终止子,使转录在需要的地方停止下来;
(2)ES细胞来自早期胚胎(囊胚的内细胞团),ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显,对ES细胞进行的初次培养成为原代培养,在培养ES细胞时,细胞充满培养皿底部后停止分裂,这种现象称为接触抑制,已经接触抑制的细胞需要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶),使细胞分散,便于传代培养;
(3)由图可知,目的基因和标记基因都是GFP基因,因此图中重组囊胚在步骤⑤之前要先检测是否有绿色荧光细胞,再通过胚胎移植技术移入代孕母鼠子宫内继续发育。
【题目】缺氧缺血性脑病是新生儿常见的疾病之一,该病死亡率高,易造成新生儿脑性瘫痪、智力低下等后遗症。K+通道开放剂(PCOs)是一类特异性增强细胞膜对K+通透性的化合物,常用于治疗缺氧缺血性脑病。为探讨PCOs对缺氧缺血性脑损伤的保护作用及其机制,科研人员进行了以下研究:
取若干只新生小鼠,均分为四组,分别为:①正常对照组,②假手术组(分离左颈总动脉后不做处理,直接缝合创口),③缺氧缺血性脑损伤组(HIBD)(分离并结扎左颈总动脉后缝合创口),④HIBD+PCOs组。一段时间后检测结果如下:
组别 | 脑部细胞谷氨酸含量(ug/mL) | 脑部细胞病变率% | 新生小鼠死亡率% |
① | 42.11 | 0 | 0 |
② | 50.21 | 0 | 10.3 |
③ | 82.42 | 68.2 | 33.3 |
④ | 61.45 | 19.4 | 12.5 |
回答下列问题:
(1)对②组小鼠进行假手术的目的是______;③④组小鼠应该在______(正常/低氧)环境下培养。
(2)研究发现,③组小鼠脑细胞消耗的ATP主要依赖于______过程产生,同时还造成了______在脑细胞中积累,对细胞形成伤害。
(3)谷氨酸是神经系统中的兴奋性神经递质,过量的谷氨酸会过度激活钙离子通道,致使Ca2+和Na+大量内流,进而造成神经细胞的凋亡。③组结果与①组比较,说明缺血、缺氧会______,造成脑部细胞病变率上升。由实验结果判断,K+通道开放剂能______缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
(4)在研究神经细胞凋亡机制时发现,B基因编码的B蛋白可以与X蛋白竞争,从C-X蛋白复合体上夺取C蛋白,释放游离的X蛋白,引起细胞凋亡。有人推测,PCOs是通过______(促进/抑制)B基因的表达,达到治疗缺氧缺血性脑病的效果。为了验证上述推测,研究人员选择缺血、缺氧条件下的神经元细胞,以B-C蛋白复合体水平和游离X蛋白水平为检测指标进行实验,请预测实验结果(用坐标曲线图表示并注明PCOs添加时间)。______