题目内容

【题目】基因打靶技术是指利用外源性DNA与细胞DNA的相同或相似序列,在特定位点上进行替换,从而改变细胞遗传特性的方法。该技术可应用于解决人体对移植的猪器官产生的免疫排斥反应,即利用基因打靶技术对猪细胞ɑ13半乳糖苷转移酶基因进行改造,以消除ɑ13半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥。其主要过程如下:

第二、三步示意图(610表示不同的基因片段)

第一步:从猪囊胚中分离出胚胎干细胞。

第二步:在与靶基因(需要改造的基因)相同的外源性DNA上,插人新霉素抗性基因,构建打靶载体。

第三步:打耙载体导入胚胎干细胞,与细胞DNA中的靶基因进行替换。

第四步:改造后的胚胎干细胞筛选、增殖等。

回答下列问题:

1)上述改造过程中的靶基因是_____________________________________________,插入新霉素抗性基因的过程中需要用到的酶有________________________________________,插入新霉素抗性基因的目的是______________________________(答出2两点)。

2)基因打靶技术依据的遗传学原理是_______________________________

【答案】(猪细胞的)ɑ13半乳糖苷转移酶基因 限制酶和DNA连接酶 破坏靶基因,使靶基因不能表达;起筛选作用 基因重组

【解析】

1、胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型,即具有全能性。

2、打靶的目的是对猪细胞ɑ-13半乳糖苷转移酶基因进行改造,以消除ɑ-13半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥。

3、基因打靶技术的原理是基因重组,属于DNA重组技术。

1)据题干分析,资料2基因改造过程中靶基因是猪细胞的ɑ-13半乳糖苷转移酶基因;打把载体的构建过程相当于基因工程基本操作步骤中的目的基因的获取,所以需要限制酶和DNA结合酶,插入新基因的目的是破坏靶基因,使靶基因不能表达和起筛选作用。

2)据题干信息分析可知,该项技木能精准定位进行基因改造是因为打靶载体导入胚胎干细胞,与含有同源序列的DNA分子重新组合,发生置换即基因重组。

练习册系列答案
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【题目】基因定点整合可替换特定基因,该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的,将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上,替换突变基因,可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是:从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1HB2,根据其碱基序列分别合成HB1HB2,再将两者分别与基因连接,中间插入正常PKU基因和标记基因,构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1HB2序列发生交换,导致两者之间区域发生互换,如图所示。

1)构建重组载体时,常用的工具酶有________。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞_________

2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的_________取出,并用_________处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为___________

3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时,会出现PKU基因错误整合。错误整合时,载体的两个中至少会有一个与一起整合到染色体DNA上。已知含有的细胞具有G418的抗性,的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是__________的胚胎干细胞,理由是_________

4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,从个体生物学水平检测,若小鼠__________,说明PKU基因成功表达。

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