Question

9．干扰素是抗病毒的特效药，干扰素基因缺失的个体，免疫力严重下降．科学家利用胚胎干细胞（ES细胞）对干扰素基因缺失的患者进行基因治疗．根据所学的知识，回答以下问题：
（1）干扰素的作用机理是：干扰素作用于宿主细胞膜上的相应受体，激活细胞核中基因表达产生多种抗病毒蛋白，其中有些蛋白可通过激活RNA（水解）酶使病毒的RNA水解．
（2）ES细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的-类细胞，这类细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显等胚胎细胞的特性．
（3）将经过修饰的腺病毒与干扰素基因重组形成的基因表达载体转移到ES细胞中，再筛选出成功转移的细胞进行扩增培养．对改造的ES细胞进行培养的过程中，为防止细菌的污染，可向培养液中添加一定量的抗生素；培养液应定期更换，其目的是防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成影响；当细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，此时在培养瓶内会形成单层细胞．最后将培养的ES细胞输入到患者体内，这种基因治疗方法称为体外基因治疗．
（4）由于干扰素在体外保存困难，可利用蛋白质工程对干扰素进行改造，基本途径是：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质的结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核甘酸序列．

Answer 1

分析 1、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
2、动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物．
（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质．
（3）温度和PH：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4．
（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO₂（维持培养液的PH）．
3、胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或原始性腺（即囊胚期的内细胞团）．胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞．另一方面，在体外培养条件下，ES细胞可不断增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改造．

解答 解：（1）根据酶的专一性特点可知，水解RNA的酶是RNA水解酶．
（2）胚胎干细胞（ES细胞）是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，在功能上具有发育的全能性，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显．
（3）将经过修饰的腺病毒与干扰素基因重组形成的基因表达载体转移到ES细胞中，再筛选出成功转移的细胞进行扩增培养．对改造的ES细胞进行培养的过程中，为防止细菌的污染，可向培养液中添加一定量的抗生素；培养液应定期更换，其目的是防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成影响；当细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制，此时在培养瓶内会形成 单 层细胞．最后将培养的ES细胞输入到患者体内，这种基因治疗方法称为体外基因治疗．
（4）由于干扰素在体外保存困难，可利用蛋白质工程对干扰素进行改造，基本途径是：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质的结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核甘酸序列．
故答案为：
（1）RNA（水解）酶
（2）原始性腺    体积小、细胞核大、核仁明显
（3）基因表达载体    抗生素   防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成影响      细胞的接触抑制      单           体外基因治疗
（4）设计预期蛋白质的结构

点评 本题考查基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤；识记动物细胞培养的条件；识记胚胎干细胞的来源及特点，能结合所学的知识准确答题．