Question

10．科研人员利用“基因敲除技术”敲除了新生小鼠心肌细胞中的GATA4基因，结果发现一个分泌型因子FGF16的表达水平降低，小鼠心脏丧失了再生能力，并出现了严重的心肌肥大现象．紧接着科研人员利用腺相关病毒载体AAV9，实现了在心肌细胞中“过表达”Fgfl6基因，发现心肌细胞恢复增殖能力，心肌肥大也受到一定的抑制．这项工作为心肌损伤修复和病理性心肌肥大的临床治疗提供了理论基础．请回答：
（1）“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是基因重组．
（2）腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具，除具备普通“质粒载体”的条件外，还应具有必需是安全的、分子大小应适合（答出两点即可）的条件．
（3）目的基因与载体结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶．已知限制性内切酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-．请画出目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端．DNA连接酶对所连接的两端碱基序列是否有专一性要求？否．
（4）定性的检测目的基因的“过表达”产物可采用抗原-抗体杂交的方法．
（5）资料说明：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控的生物体的性状．

Answer 1

分析 1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术．
2、目的基因的检测和表达
①首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术．
②其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交．
③最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行抗原-抗体杂交．
④有时还需进行 个体生物学水平的鉴定．如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状．

解答 解：（1）“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是基因重组，都属于分子水平．
（2）腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具，除具备普通“质粒载体”的条件外，还应具有必需是安全的，分子大小应适合、以便提取和在体外进行操作，宿主范围广，对靶细胞具有较高的转化效率，在宿主细胞中不会引起免疫排斥等条件．
（3）限制性内切酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，所以目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端为．DNA连接酶对所连接的两端碱基序列没有专一性要求．
（4）基因的“过表达”产物是蛋白质，所以定性的检测目的基因的“过表达”产物可采用抗原-抗体杂交的方法．
（5）资料说明：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控的生物体的性状．
故答案为：
（1）基因重组
（2）必需是安全的，分子大小应适合
（3）
   否
（4）抗原-抗体杂交
（5）基因与基因

点评 本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．