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【题目】Ⅰ、基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗的目的。干扰素基因缺失的小鼠不能产生成熟淋巴细胞,科研人员利用胚胎干细胞对干扰素基因缺失的小鼠进行了基因治疗。请回答:

1)为使干扰素基因在小鼠细胞中高效表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入基因表达载体的__________________________之间。

2)将干扰素基因导入胚胎干细胞细胞的方法是_______________,采用_______________可以鉴定目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA分子上,再将能正常表达干扰素的细胞转入到小鼠体内,这种基因治疗方法称为_______________

Ⅱ、苦荞是一种有名的经济植物,其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶。有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中,培育高产黄酮苦荞品系。按图示回答:

3)过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为______________。这种酶主要有两类,一类是从T4噬菌体中分离得到的,另一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为______________。这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的______________键。

4)图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的方法称为_____________,对过程②操作前,需先用Ca2+处理农杆菌,使其成为_____________细胞。

【答案】启动子 终止子 显微注射技术 DNA分子杂交 体外基因治疗 DNA连接酶 EcoliDNA连接酶 磷酸二酯 农杆菌转化法 感受态

【解析】

基因工程的操作步骤:

1.获得目的基因(目的基因的获取)

①从自然界中己有的物种中分离出来,如可从基因文库中获取。
②用人工的方法合成。
③利用PCR技术扩增目的基因

2.制备重组DNA分子(基因表达载体的构建)

基因表达载体的组成包括:目的基因、标记基因、启动子、终止子.来自cDNA文库的基因是通过逆转录得到的,无启动子和终止子等,将其插入在表达载体的启动子和终止子之间才能构成完整的基因并在受体细胞内表达。

3.转化受体细胞(将目的基因导入受体细胞)
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌介导转化技术(农杆菌转化法),其次还有基因枪法和花粉管通道技术(花粉管通道法)

将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。此方法的受休细胞多为受精卵;将目的基因导入微生物细胞: Ca2+处理法。
4.目的基因的检测与鉴定
①首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。

②其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是采用分子杂交技术。

③最后检测目的基因是翻译成蛋白质,方法是采用抗原一抗体杂交技术。

④讲行个休生物学鉴定。

1)由分析可知,只有把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入基因表达载体的启动子和终止子之间,干扰素基因才能在小鼠细胞中高效表达。

2)由分析可知,通常情况下,将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射技术,故应该用显微注射技术将干扰素基因导入胚胎干细胞细胞,采用DNA分子杂交可以鉴定目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA分子上,再将能正常表达干扰素的细胞转入到小鼠体内,这种基因治疗方法称为体外基因治疗。

3)过程①为基因表达载体的构建过程,该过程中用DNA连接酶将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒。该酶作用的部位是DNA分子中的磷酸二酯键,作用的对象是DNA的片段,即能够将两个DNA片段通过重新构建磷酸二酯键相连,这种酶主要有两类,一类是从T4噬菌体中分离得到的,另一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为EcoliDNA连接酶。

4)农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞常用的方法,故图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的方法称为农杆菌转化法,对过程②是将重组质粒导入农杆菌的过程,在该操作前,通常先用Ca2+处理农杆菌,使其成为感受态细胞,以提高转化率。

练习册系列答案
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【题目】癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。

1)癌细胞膜表面存在异常的蛋白质分子,可作为________激发机体的_______系统发挥清除作用。

2)研究人员进行的系列实验如下:

免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;

空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。

实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSCDB7(一种癌细跑)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表:

细胞与抗体的 细胞

结合率(%

血清

iPSC

DB7

MEF

免疫组

77

82

8

空白组

10

8

9

①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显_______空白组的数值,说明____________________

②表中DB7细胞和iPSC细胞分别与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7_________________

③综合表中全部数据,实验结果表明_________________

实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤. 随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生_______免疫,通过_______细胞特异性清除肿瘤细胞。

3)研究人员另取小鼠进行实验,验证了实验二的推测. 如图为实验组的实验过程及结果示意图。请在图中选择AB填入④处,从CF中选择字母填入①~③处①_______;②_________;③__________;④______

4)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于________________

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A.T时间内,玻璃罩内CO2的含量将持续上升

B.T时间内,玻璃罩内植物的干重将持续下降

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D.氧气量不变时,植物的净光合速率等于小鼠的细胞呼吸速率

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A. 无论猪肝研磨液量为图中何值,实验结果都可以发现酶的最适pH

B. 无论pH为图中何值,实验结果都可以证明酶量影响反应速率

C. 无论猪肝研磨液量为图中何值,记录表中作出的曲线图形都近似抛物线

D. 此实验有2个自变量,1个因变量,温度、H2O2浓度等是无关变量

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