【題目】科研工作者利用胚胎干細(xì)胞和基因敲除技術(shù)改造老鼠體內(nèi)的特定靶基因,使實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)的靶基因失去作用,從而發(fā)現(xiàn)這些基因的實(shí)際功能,這種技術(shù)的應(yīng)用,使我們能夠更深入地了解胚胎發(fā)育、老化以及疾病的過程;蚯贸饕菓(yīng)用DNA同源重組原理,用設(shè)計(jì)的同源片段(部分序列與靶基因相同,從而使該片段特異性插入靶基因)使靶基因突變而達(dá)到基因敲除的目的。原理如圖:

科研工作者獲取穩(wěn)定遺傳的純合體基因敲除小鼠一般經(jīng)歷下列過程:

(1)獲取干細(xì)胞懸浮液

科學(xué)家將動(dòng)物胚胎組織用_____________處理使其細(xì)胞離散 ,再通過CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞。CO2的作用是_________________;胚胎干細(xì)胞分化為不同組織器官的原因是 __________________________________。

(2)構(gòu)建重組DNA分子

構(gòu)建含有“同源性片段”的重組DNA分子時(shí)要用到的工具酶有________________;該實(shí)驗(yàn)病毒的作用是_____________。

(3)獲取含重組基因的干細(xì)胞

基因轉(zhuǎn)移的同源重組自然發(fā)生率極低(動(dòng)物的重組概率為10-2~10-5),因此“同源性片段”含有的標(biāo)記基因作用非常重要,可采用__________________技術(shù)檢測或利用選擇培養(yǎng)基篩選。靶基因被插入同源性片段后發(fā)生基因突變,該特異性插入突變克服了自然誘發(fā)突變或人工物理、化學(xué)誘發(fā)突變的______________特點(diǎn),便于專一性研究靶基因的功能。

(4)將重組的胚胎干細(xì)胞通過顯微注射技術(shù)導(dǎo)入胚泡(囊胚中),然后將胚泡植入受體小鼠子宮中,獲取子代嵌合體小鼠。其中一些子代小鼠的配子不含無活性基因,原因可能是____________________(答出2點(diǎn))。X代中含有無活性基因的雌鼠和雄鼠均為_________________。

(5)獲取基因敲除純合子小鼠

假設(shè)已獲取1只雌性基因敲除雜合子小鼠。用遺傳圖解表示利用該鼠通過雜交實(shí)驗(yàn)獲得純合基因敲除小鼠的過程。(靶基因用A表示,插入同源片段的靶基因用A+表示 )

________________________

【答案】 胰蛋白酶 調(diào)節(jié)pH 基因的選擇性表達(dá) 限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶 載體 DNA分子雜交 隨機(jī)性和不定向性 子代小鼠可能為雜合子; 重組胚胎干細(xì)胞未分化為精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞 雜合子

【解析】試題分析基因敲除主要是應(yīng)用DNA同源重組原理,用同源DNA片段替代靶基因片段,從而達(dá)到基因敲除的目的,由此可見,基因敲除可定向改變生物體的某一基因,基因敲除既可以是用突變基因或其它基因敲除相應(yīng)的正;,也可以用正;蚯贸鄳(yīng)的突變基因,因此利用基因敲除技術(shù)可以修復(fù)細(xì)胞中的病變基因來治療基因遺傳病,但不能治療染色體異常遺傳病。

(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),應(yīng)用胰蛋白酶處理胚胎組織使其分散成單個(gè)細(xì)胞,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的氣體環(huán)境是95%的空氣+5%二氧化碳的混合氣體,CO2起到調(diào)節(jié) PH值作用。胚胎干細(xì)胞具有分裂和分化能力,能分化成不同組織器官,原因是基因的選擇性表達(dá)。

(2)構(gòu)建同源性片段的重組DNA分子時(shí),先要使用限制性內(nèi)切酶對(duì)供體基因和運(yùn)載體進(jìn)行切割,然后再使用DNA連接酶連接,形成重組DNA分子在使用病毒將重組DNA分子運(yùn)入到受體細(xì)胞,因此該病毒的作用是載體。

(3)標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞是否含有目的基因,檢測 受體細(xì)胞中的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)。靶基因被插入同源性片段后發(fā)生基因突變,該特異性插入突變克服了自然誘發(fā)突變或人工物理、化學(xué)誘發(fā)突變的隨機(jī)性和不定向性特點(diǎn),便于專一性研究靶基因的功能。

(4)重組的胚胎干細(xì)胞通過顯微注射技術(shù)導(dǎo)入胚泡,獲取子代嵌合體小鼠,一些子代小鼠的配子不含無活性基因,原因可能是子代小鼠可能為雜合子或重組胚胎干細(xì)胞未分化為精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞,由于正常小鼠中不含有同源片段的靶基因,因此X代中含有無活性基因的雌鼠和雄鼠均為雜合子。

(5)雌性基因敲除雜合子小鼠基因型為AA+,可利用該鼠與基因型為AA的雄鼠雜交,獲得子一代基因型為AA+雌雄小鼠再交配,可獲得基因敲除純合子小鼠即A+A+)。遺傳圖如下:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】為探究棉花去棉鈴(果實(shí))對(duì)葉片光合作用的影響,某研究小組選取若干生理狀態(tài)一致且具有10個(gè)棉鈴的植株,去除不同數(shù)量的棉鈴,3天后對(duì)棉花葉片進(jìn)行相關(guān)測定。結(jié)果如下表:

請(qǐng)回答下列有關(guān)問題:

(1)該實(shí)驗(yàn)的因變量是_________________________________。

(2)由表可知,隨著去除棉鈴個(gè)數(shù)的提高,葉片光合作用速率逐漸_____________,本實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組植株CO2固定速率的相對(duì)值為_________________。葉片光合作用速率除受上述因素外,還受_________________(至少答兩點(diǎn))等主要環(huán)境因素的影響。

(3)由表可知,去除棉鈴后,植物葉片中______________增加,從而可推測正常植株葉片的光合產(chǎn)物會(huì)被轉(zhuǎn)運(yùn)到________________中,從而被利用。

(4)綜合上述分析可知,葉片中光合作用產(chǎn)物的積累_______________(填“有利于”或“不利于”)其光合作用的進(jìn)行。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下表表示黃豆發(fā)芽的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果,下列說法正確的是

A. 如果探究生長素促進(jìn)生根的最適濃度,可以不設(shè)置用蒸餾水處理的對(duì)照組

B. 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知生長素促進(jìn)生根的最適濃度在50~100微摩爾/升之間

C. 1、2、3、4組能說明幼嫩的植物莖葉中一定存在生長素

D. 該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明生長素作用具有兩重性

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】對(duì)下表中所列待測物質(zhì)的檢測,所選用的試劑及預(yù)期結(jié)果都正確的是( 。


待測物質(zhì)

檢測試劑

預(yù)期顯色結(jié)果


葡萄糖

甲基綠

紅色


脂肪

蘇丹

橘黃色


淀粉

斐林試劑

藍(lán)色


蛋白質(zhì)

雙縮脲試劑

紫色

A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④

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【題目】大腸桿菌、玉米,HIV,酵母菌都有的糖類是(
A.纖維素
B.淀粉
C.糖原
D.核糖

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】運(yùn)動(dòng)神經(jīng)中樞中的多巴胺神經(jīng)元損傷或死亡會(huì)導(dǎo)致帕金森病的發(fā)生,多巴胺含量可以指示多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞的損傷或死亡程度。研究者認(rèn)為該病的發(fā)生與機(jī)體免疫有關(guān),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。

(1)機(jī)體的特異性免疫(免疫應(yīng)答)包括____________和體液免疫。后者主要是通過_________分泌抗體而發(fā)揮免疫功能。

(2)研究發(fā)現(xiàn),效應(yīng)T細(xì)胞表面的CD8受體與其發(fā)揮正常免疫功能有關(guān),MPTP可誘導(dǎo)正常小鼠產(chǎn)生帕金森病。給正常小鼠和CD8基因敲除小鼠注射MPTP或生理鹽水10天后,分別測定兩組小鼠神經(jīng)元多巴胺含量,結(jié)果如下圖所示。據(jù)圖可知,注射MPTP可導(dǎo)致CD8基因敲除小鼠和正常小鼠的多巴胺含量__________,推測MPTP可能導(dǎo)致多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞_____________。與正常小鼠多巴胺的含量變化相比較,CD8基因敲除小鼠多巴胺含量變化是____________,據(jù)此推測______________________________________________。

(3)有人假設(shè),帕金森病患者體液免疫產(chǎn)生的自身抗體(針對(duì)機(jī)體自身蛋白質(zhì)的抗體)也可能導(dǎo)致帕金森病加重。為此,研究者進(jìn)行了如下體外實(shí)驗(yàn)。

注:“+”表示出現(xiàn)抗原抗體反應(yīng),“-”表示不出現(xiàn)抗原抗體反應(yīng)。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,注射MPTP的正常小鼠多巴胺神經(jīng)元表面蛋白________(“發(fā)生了”或“沒有發(fā)生”)改變,注射MPTP可使正常小鼠產(chǎn)生___________________的抗體,由此推測,帕金森病小鼠的抗體_______(填“會(huì)”或“不會(huì)”)導(dǎo)致帕金森病加重。

(4)依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷,下列免疫失調(diào)引起的疾病中,與帕金森病最相似的是____。

a.花粉過敏 b.系統(tǒng)性紅斑狼瘡 c.先天性免疫缺陷 d.艾滋病

(5)綜合上述結(jié)果分析,帕金森病患者的免疫應(yīng)答可能導(dǎo)致反射弧結(jié)構(gòu)中的__________________受到一定程度破壞,導(dǎo)致病人出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙等癥狀,這說明帕金森病與_______________________調(diào)節(jié)有關(guān)。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】糖原、核酸、淀粉、蛋白質(zhì)的單體分別是(
A.單糖、堿基、單糖、氨基酸
B.葡萄糖、核苷酸、麥芽糖、氨基酸
C.單糖、核苷酸、果糖、氨基酸
D.葡萄糖、核苷酸、葡萄糖、氨基酸

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】鑒定蛋白質(zhì)時(shí),事先會(huì)留出一些豆?jié){,其主要目的是(
A.重復(fù)兩次,結(jié)果準(zhǔn)確
B.再用于還原糖的鑒定
C.與加入雙縮脲試劑后的顏色作對(duì)照
D.失敗后還可以重做

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下圖表示植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖。請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題:

(1)乳酸菌與該細(xì)胞結(jié)構(gòu)的最大區(qū)別是____________________________。

(2)如果該圖可表示植物的根尖細(xì)胞,則圖中不應(yīng)有的結(jié)構(gòu)是________(填寫數(shù)字)。

(3)圖中結(jié)構(gòu)2主要成分由_________________組成。

(4)光學(xué)顯微鏡下不經(jīng)染色就能看到的細(xì)胞器有__________________________(填寫數(shù)字)。

(5)該細(xì)胞不具有,動(dòng)物細(xì)胞具有的細(xì)胞器是____。

(6)細(xì)胞中的色素可以存在于_______(填寫數(shù)字)。

(7)圖中所示細(xì)胞器可以存在于藍(lán)藻細(xì)胞中的有_____________。

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