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上，即利用基因打靶技术对猪细胞α—1，3半乳糖苷转移酶基因进行改造，以消除α—1，3半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥。其主要过程如下：
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，插入新霉素抗性基因，构建打靶载体。
第三步：打靶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）选取猪胚胎干细胞作为基因改造的细胞，原因是胚胎干细胞在功能上具有______。
（2）该改造过程中，靶基因具体是指______；插入新霉素抗性基因需要的酶是______，插入该抗性基因的作用是______（答出两点）。
（3）改造后的胚胎干细胞经过诱导发生增殖和______分化，培育出不合成α—1，3半乳糖苷转移酶的特定器官，再经过一系列改造后为器官移植做准备。
（4）运用基因打靶技术进行基因改造的原理是______，该技术在一定程度上解决了人体移植器官的短缺难题。
【答案】 发育的全能性 （猪细胞的）α—1，3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 定向 基因重组
【解析】[分析]：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α—1，3半乳糖苷转移酶基因进行改造，以消除α—1，3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) 胚胎干细胞具有全能性，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。
（2）分析题干和题图可知，靶基因具体是指能引起人体产生免疫反应的猪细胞的α—1，3半乳糖苷转移酶基因。插入新霉素抗性基因构建打靶载体过程中需要限制酶和DNA连接酶；从新霉素抗性基因插入位点可知，该抗性基因的作用是破坏靶基因，使靶基因不能表达；新霉素抗性基因作为标记基因也可用于筛选。
（3）胚胎干细胞具有全能性，根据题意可知，改造后的胚胎干细胞经过诱导发生增殖，需要定向分化，培育出不合成α—1，3半乳糖苷转移酶的特定器官，再经过一系列改造后为器官移植做准备。
（4）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。属于DNA重组技术，遵循的原理是基因重组；
[点睛]：本题考查的知识点有免疫、干细胞的特性、基因工程等，意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力。
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