[题目][生物--选修3:现代生物科技专题]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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】【生物——选修3：现代生物科技专题】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________________。

（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_____________、______________（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？________________。

（4）定性的检测目的基因的“过表达”产物可采用_____________的方法。

（5）资料说明：_____________、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。

【答案】基因重组必需是安全的（不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去）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（或免疫排斥较低）（或）否抗原-抗体杂交基因与基因

【解析】本题考查基因工程及其应用的相关知识，意在考查考生理解相关知识的要点，把握知识间的联系，形成知识网络结构的能力。

（1）根据题意可知，“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，定向改变了受体的基因组成。

（2）根据题意，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，说明腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具，除具备普通“质粒载体”的条件外，还必需是安全的（不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去）、其分子大小应适合（以便提取和在体外进行操作）、其宿主范围广、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（或免疫排斥较低）等条件。

（3）限制性内切酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在该核苷酸序列内部特定部位切割形成黏性末端或平末端；已知限制性内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，则目的基因被限制性内切酶I切割后所形成的黏性末端为（或）；DNA连接酶对所连接的两端碱基序列没有有专一性要求，只在互补的末端间催化形成磷酸二酯键。

（4）基因的“表达”产物是蛋白质，定性的检测目的基因的“表达”产物可采用抗原-抗体杂交的方法，即用特定抗体检测受体细胞内有无目的基因的“表达”产物（抗原），若形成杂交带（即抗原-抗体结合物）则说明有目的基因的“表达”产物，反之没有目的基因的“表达”产物。

（5）综合上述分析可知，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。

名称	作用部位	作用底物	作用结果
限制酶	磷酸二酯键	DNA	将DNA切成两个片段
DNA连接酶	磷酸二酯键	DNA片段	将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶	磷酸二酯键	脱氧核苷酸	将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA (水解)酶	磷酸二酯键	DNA	将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶	碱基对之间的氢键	DNA	将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链
RNA聚合酶	磷酸二酯键	核糖核苷酸	将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端

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