Question

2006年，科学家将小鼠多能干细胞的4种基因，同时导入已分化的小鼠体细胞中，结果体细胞被诱导成为多能干细胞．他们将由此得到的干细胞称为诱导多能干细胞（IPS，Induced Pluripotent Stem Cells），诱导多能干细胞能分裂并产生皮肤细胞、神经细胞以及可以搏动的心肌细胞等（如图），请分析回答：

（1）①过程表示提取小鼠的体细胞A，②过程表示将基因导入A，此过程需要某种病毒作

 

．
（2）⑤过程表示细胞发生了分化，原因是C细胞的基因进行了

 

．
（3）科学家最初将24种可能有诱导作用的基因同时导入小鼠的一个体细胞中，结果此体细胞转化为多能干细胞．后来，他们逐一做了减法研究，最后发现只需4种基因就足以将一个体细胞变成多能干细胞．
现有足够数量的小鼠的一种体细胞、某种病毒、24 种不同的基因和其他条件，一兴趣小组为模拟科学家筛选出有诱导作用的4种基因的研究过程，设计了如下的实验方案．请你补充实验步骤并进行实验分析：
①实验步骤：
第一步，将24种不同的基因同时导入一个体细胞中，培养观察；
第二步，将23种不同的基因同时导入一个体细胞中，培养观察；
第三步，

 

，培养观察；
第四步，

 

，培养观察；
直至筛选出有诱导作用的基因为止．
②实验分析：
（a）实验过程中，相邻的两步为一组对照实验，则自变量为

 

；因变量为

 

．
（b）减除了某种基因进行诱导实验，若体细胞与上一步实验一样，仍然能转化为多能干细胞，则可得出结论：

 

．
（c）若第五步发现了一种基因有诱导作用，则此种基因是否还需要用于下一步的实验？请说明理由．

 

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Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：分析题图：①表示从小鼠体内获取体细胞；②表示采用基因工程技术，将四种基因导入小鼠体细胞；③表示多能干细胞的形成；④表示细胞增殖过程；⑤表示细胞分化过程．

解答： 解：（1）②表示将四种基因导入A细胞，此过程需要某种病毒作运载体（或载体）．
（2）⑤表示细胞分化过程，其实质是基因的选择性表达．
（3）本实验的目的是筛选出有诱导作用的4种基因．
①探究实验要遵循单一变量原则，根据第一、第二步可知，第三步是将22种基因同时导入另一个体细胞，培养观察；第四步是将21种基因同时导入另一个体细胞中，培养观察．
②（a）实验过程中，相邻的两步为一组对照实验，则自变量为是否导入了某种基因；因变量为体细胞是否转化为多能干细胞（或是否能分化）．
（b）减除了某种基因进行诱导实验，若体细胞与上一步实验一样，仍然能转化为多能干细胞，说明这种基因无诱导作用．
（c）若第五步发现了一种基因有诱导作用，则此种基因还需要用于下一步，因为若不用于下一步的实验，则以后步骤的实验中，体细胞都不能转化为多能干细胞，无法筛选出另外3种有诱导作用的基因．
故答案为：
（1）运载体（或载体）
（2）选择性表达
（3）①将22种基因同时导入另一个体细胞中    将21种基因同时导入另一个体细胞中
②（a）是否导入了某种基因    体细胞是否转化为多能干细胞（或是否能分化）
（b）这种基因无诱导作用
（c）需要，因为若不用于下一步的实验，则以后步骤的实验中，体细胞都不能转化为多能干细胞，无法筛选出另外3种有诱导作用的基因

点评：本题结合细胞分化、基因工程、胚胎干细胞及相关的探究实验，要求考生掌握细胞分化的实质；识记基因工程操作工具及其作用；识记胚胎干细胞的特点，明确实验的目的，掌握探究实验的原理，并能据此完善实验步骤和得出正确的实验结论．