题目内容
【题目】(三)回答下列有关生物工程的问题。
糖尿病是一类严重代谢疾病,科学家正研究各种方法欲从根本上彻底治疗糖尿病。如图显示的是体外培养人体胚胎干细胞,诱导其产生胰岛细胞进行糖尿病治疗的部分过程。
1. 图中,从早期胚胎中分离并进行培养的是_____(A/B)细胞,该细胞与发育成患者的受精卵相比____________(多选)。
A. 细胞核中所含遗传信息不同 B. 分裂方式不同
C. 都具有全能性 D. 都能自我更新
2. 图中,进行核移植操作需要________________(多选)。
A. 显微镜 B. 持卵管 C. 注射器 D. 限制酶
3. 将用如图方法获得的胰岛细胞移植入患者体内,可以治疗患者。据此判断此患者患的是_______型糖尿病。
在胰岛B细胞中,当胰岛素原向胰岛素转变的过程中,furin酶可以识别并切除胰岛素原分子中特定的氨基酸序列,从而完成胰岛素的加工,产生具有生物活性的胰岛素。某些糖尿病患者体内合成的胰岛素原结构异常,不能正常完成上述过程。
基因治疗该类患者的方法之一是:将胰岛素基因导入胰岛B细胞以外的细胞,同时导入一些调节因子刺激该细胞再生,使之成为能分泌具生物活性胰岛素的新B细胞。
4. 形成胰岛素的过程中,furin酶能识别并切除相关氨基酸序列,由此推测,该酶的功能更接近于______________。
A. 氧化分解酶 B. 逆转录酶
C. 限制酶 D. DNA连接酶
5. 欲使胰岛素基因的表达产物在新的B细胞中能被加工,产生生物活性,正确的操作是____。
A. 导入胰岛素基因时,同时导入furin酶基因
B. 导入胰岛素基因后,加入furin酶
C. 使胰岛素基因的表达产物中含furin酶切位点
D. 改造furin酶基因,使其丧失识别和切除功能
【答案】 A CD ABC Ⅰ C C
【解析】【试题分析】
本题是细胞工程和胚胎工程的综合,考查了学生的综合运用能力和逻辑分析能力。要求学生能从题干中提炼信息并进行推理,对学生的理性思维要求较高。解题的思路是先梳理人体胚胎干细胞的获取、细胞核移植的过程等的相关知识,然后再结合题目要求进行综合分析判断。
(1)图示为体外培养人体胚胎干细胞,诱导其产生胰岛细胞进行糖尿病治疗的部分过程,所以需要从早期胚胎中分离出胚胎干细胞并进行培养。A、B细胞分别是囊胚的内细胞团、滋养层细胞,其中A内细胞团细胞具有发育的全能性,属于我们需要的胚胎干细胞;根据前面分析可知,与发育成患者的受精卵相比,A细胞(胚胎干细胞)都具有全能性,C项正确;据图可知,A细胞是由核移植形成的重组细胞发育来的,而该重组细胞的细胞核来自患者,因此,A细胞与发育成患者的受精卵相比,细胞核中所含遗传信息相同,A项错误;A细胞与发育成患者的受精卵均进行有丝分裂,分裂方式相同,B项错误;两种细胞都能通过细胞分裂而自我更新,D项正确。
(2)图中的核移植操作是通过显微操作技术完成的,所以需要用到显微镜和注射器,A、B项正确;持卵管是一种在显微镜下吸住并稳固动物(包括人)卵子或胚胎的中空玻璃毛细管,主要用于核移植的显微操作时对卵子的暂时的机械性稳固,故B项正确;限制酶是基因工程的工具酶,用于切割DNA分子,在核移植操作中不需要限制酶,故D项错误。
(3)Ⅰ型糖尿病又称为胰岛素依赖型糖尿病,必须通过注射胰岛素治疗,是因为患者体内胰岛素分泌不足导致的。因此,将用如图方法获得的胰岛细胞移植入患者体内,可以治疗患者,由此可判断次患者患的是Ⅰ型糖尿病。
(4)根据题干信息,翻译产生的胰岛素原需经过furin加工切除特定氨基酸序列后,才能变为具有生物活性的胰岛素。而限制酶能够识别并切除特定的DNA序列,由此可知,该酶的功能更接近于限制酶,故C项正确,A、B、D项错误。
(5)该类糖尿病患者是因为胰岛素原结构异常,缺乏furin酶切点不能被修饰,而不是缺乏furin酶。所以,治疗该类患者重要的是使胰岛素基因的表达产物中含furin酶切位点,故C项正确,A、B、D项错误。