1.[2018·高三苏州市调研]科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗,其技术流程如图1。图2表示目的基因及限制酶切点,图3表示质粒,据图回答:
(1)重组细胞的细胞核来自________细胞。
(2)将基因导入ES细胞而不是导入上皮细胞是因为ES细胞具有____________________________________。
(3)步骤③导入的目的基因是_________________________________________________________。
(4)从基因组数据库中查询干扰素基因的核苷酸序列,以便根据其序列设计合成引物用于PCR扩增,PCR扩增过程至少第________轮循环后才能获得纯目的基因片段(仅含引物之间的序列)。
(5)对于干扰素基因片段和质粒进行双酶切时,可选用限制酶的组合为________或________。
(6)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察,选择发________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达,可以采用________的方法。
【解析】 (1)重组细胞的细胞核来自上皮细胞。(2)将基因导入ES细胞而不是导入上皮细胞是因为ES细胞具有发育全能性。(3)步骤③中导入的目的基因是干扰素基因。(4)因为前两轮循环扩增产物上目的基因中都带有模板DNA其他片段,即扩增产物比目的基因的DNA片段长,第三轮才出现纯目的基因片段。(5)由图可知,SmaⅠ酶的识别序列和切割位点位于目的基因上,用该酶切割会破坏目的基因,因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时,可选用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ。(6)用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ切割时会破坏红色荧光蛋白基因,但不会破坏绿色荧光蛋白基因,因此将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察,选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达,可以采用抗原—抗体杂交法。
【答案】 (1)(干扰素基因缺失小鼠的)上皮
(2)发育的全能性
(3)干扰素基因
(4)3
(5)HindⅢ和PstⅠ EcoRⅠ和PstⅠ
(6)绿 抗原—抗体杂交
2.[2018·山东烟台高三诊断]下图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究,分析回答下列问题。
(1)a过程表示基因工程,则其核心步骤是______________。该过程所使用的工具酶有________________________。
(2)b过程可增加ES细胞的数量,若想从早期胚胎中获得更多的ES细胞,可将早期胚胎培养至________(时)期。d过程移入的胚胎能够存活,是因为代孕子宫不会对其发生________。同时能与受体子宫建立正常的________联系。用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物_________________________________________________,
该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。
(3)上述研究过程中使用的技术有____________________________________________(至少3个)。若要培养试管动物,除以上技术外,还需要运用________技术。
【解析】 (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。该过程所使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(2)ES细胞也称胚胎干细胞,是从早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,若想从早期胚胎中获得更多的ES细胞,可将早期胚胎培养至囊胚期。移入的胚胎能够存活,是因为代孕子宫不会对其发生免疫排斥反应,同时能与受体子宫建立正常的生理和组织联系。用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,B细胞经增殖分化形成的浆细胞能产生抗肝癌细胞抗体,培养此B细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞,可获得单克隆抗体,即抗肝癌细胞抗体,与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。(3)题图所示研究过程中使用的技术有DNA重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。若要培养试管动物,除以上技术外,还需要运用体外受精技术。
【答案】 (1)(致癌)基因表达载体的构建 限制酶和DNA连接酶
(2)囊胚 免疫排斥反应 生理和组织 抗肝癌细胞抗体
(3)DNA重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植 体外受精