Question

【题目】请根据资料回答问题：

资料1：人体器官移植最大的难题是免疫排斥。猪细胞表面有一些人体没有的抗原，如α-l,3半乳糖苷转移酶就是其中的一种，因此人体会对移植的猪器官产生免疫排斥反应。

资料2：可利用基因打靶技术对猪细胞α-l,3半乳糖苷转移酶基因进行改造，去除α-l,3半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥，主要过程如下：

第一步：从猪囊胚中分离出胚胎干细胞（野生ES）。需要改造的基因称为“靶基因”。

第二步：在含有一段与靶基因同源的序列上，插入新霉素抗性基因（neo）完成打靶载体的构建。

第三步：打靶载体导入胚胎干细胞，与含有同源序列的DNA分子重新组合，发生置换，形成突变ES细胞基因。

第四步：突变ES细胞筛选、增殖。

（1）除了经济易获取因素外，请写出科学家选择猪器官作为人体器官移植供体的生物学依据（写出其中一条即可）_______________。

（2）资料2基因改造过程中，“靶基因”是______________，打靶载体的构建过程相当于基因工程基本操作步骤中的_____________。插入新霉素抗性基因后，“靶基因”不能表达的原因是___________，插入的新霉素抗性基因作为标记基因起到_______作用。

（3）利用克隆技术，使突变ES细胞增殖、分化，培育出不合成α—1，3半乳糖苷转移酶的猪器官，该过程体现了胚胎干细胞在功能上具有_____________。但得到的器官还不能直接移植入人体，原因是______________________________。

（4）基因打靶技术给人体移植器官短缺难题的解决带来了可能。据图可知，该项技木能精准定位进行基因改造是由于_____________________________。

Answer 1

【答案】 结构、大小与人体相似 （或“猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物） （猪细胞的）α-1，3半乳糖苷转移酶基因 目的基因的获取 基因结构被破坏 筛选 发育的全能性 人体对猪细胞还存在其他抗原引起的排斥反应 同源重组

【解析】【试题分析】

本题以“利用基因打靶技术对猪细胞α-l,3半乳糖苷转移酶基因进行改造”为载体，设置了新的情境，对基因工程技术和胚胎干细胞的应用的相关知识进行考查。考生首先要认真审题，从中获取有效信息，然后根据题意梳理所学基础知识，对各小题进行分析作答。

（1）猪的生长周期短，易于饲养繁殖，降低了研究成本。此外，猪的器官在大小、结构等解剖学指标和生理学指标上，也与人体的器官大体接近；猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物。因此，选择猪器官作为人体器官移植供体，已成为国际上的共识。

（2）资料2中的图解表示利用基因打靶技术对猪细胞α-l,3半乳糖苷转移酶基因进行改造的过程，已知需要改造的基因称为“靶基因”，所以资料2基因改造过程中，“靶基因”是（猪细胞的）α-1，3半乳糖苷转移酶基因；据图可知，在含有一段与靶基因同源的序列上，插入新霉素抗性基因（neo）完成打靶载体的构建，该过程相当于基因工程基本操作步骤中的目的基因的获取；新霉素抗性基因正好插在靶基因（α-l,3半乳糖苷转移酶基因）内部，所以插入新霉素抗性基因后，基因结构被破坏，会导致“靶基因”不能表达；插入的新霉素抗性基因作为标记基因起到筛选作用。

（3）胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性，所以可利用克隆技术，使突变ES细胞增殖、分化，培育出不合成α—1，3半乳糖苷转移酶的猪器官；由于人体对猪细胞还存在其他抗原引起的排斥反应，所以得到的器官不能直接移植入人体。

（4）据图可知，打靶载体导入胚胎干细胞后，可与含有同源序列的DNA分子重新组合，发生置换，形成突变ES细胞基因。即生物界的同源重组现象，为基因打靶技术奠定了坚实的理论基础，该项技木能精准定位进行基因改造。