Question

2006年，科學(xué)家將小鼠多能干細(xì)胞的4種基因，同時(shí)導(dǎo)入已分化的小鼠體細(xì)胞中，結(jié)果體細(xì)胞被誘導(dǎo)成為多能干細(xì)胞．他們將由此得到的干細(xì)胞稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（IPS，Induced Pluripotent Stem Cells），誘導(dǎo)多能干細(xì)胞能分裂并產(chǎn)生皮膚細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞以及可以搏動(dòng)的心肌細(xì)胞等（如圖），請(qǐng)分析回答：

（1）①過程表示提取小鼠的體細(xì)胞A，②過程表示將基因?qū)�入A，此過程需要某種病毒作

 

．
（2）⑤過程表示細(xì)胞發(fā)生了分化，原因是C細(xì)胞的基因進(jìn)行了

 

．
（3）科學(xué)家最初將24種可能有誘導(dǎo)作用的基因同時(shí)導(dǎo)入小鼠的一個(gè)體細(xì)胞中，結(jié)果此體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞．后來(lái)，他們逐一做了減法研究，最后發(fā)現(xiàn)只需4種基因就足以將一個(gè)體細(xì)胞變成多能干細(xì)胞．
現(xiàn)有足夠數(shù)量的小鼠的一種體細(xì)胞、某種病毒、24 種不同的基因和其他條件，一興趣小組為模擬科學(xué)家篩選出有誘導(dǎo)作用的4種基因的研究過程，設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案．請(qǐng)你補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析：
①實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步，將24種不同的基因同時(shí)導(dǎo)入一個(gè)體細(xì)胞中，培養(yǎng)觀察；
第二步，將23種不同的基因同時(shí)導(dǎo)入一個(gè)體細(xì)胞中，培養(yǎng)觀察；
第三步，

 

，培養(yǎng)觀察；
第四步，

 

，培養(yǎng)觀察；
直至篩選出有誘導(dǎo)作用的基因?yàn)橹梗?br />②實(shí)驗(yàn)分析：
（a）實(shí)驗(yàn)過程中，相鄰的兩步為一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，則自變量為

 

；因變量為

 

．
（b）減除了某種基因進(jìn)行誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，若體細(xì)胞與上一步實(shí)驗(yàn)一樣，仍然能轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，則可得出結(jié)論：

 

．
（c）若第五步發(fā)現(xiàn)了一種基因有誘導(dǎo)作用，則此種基因是否還需要用于下一步的實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)說(shuō)明理由．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析題圖：①表示從小鼠體內(nèi)獲取體細(xì)胞；②表示采用基因工程技術(shù)，將四種基因?qū)�入小鼠體細(xì)胞；③表示多能干細(xì)胞的形成；④表示細(xì)胞增殖過程；⑤表示細(xì)胞分化過程．

解答： 解：（1）②表示將四種基因?qū)�入A細(xì)胞，此過程需要某種病毒作運(yùn)載體（或載體）．
（2）⑤表示細(xì)胞分化過程，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)．
（3）本實(shí)驗(yàn)的目的是篩選出有誘導(dǎo)作用的4種基因．
①探究實(shí)驗(yàn)要遵循單一變量原則，根據(jù)第一、第二步可知，第三步是將22種基因同時(shí)導(dǎo)入另一個(gè)體細(xì)胞，培養(yǎng)觀察；第四步是將21種基因同時(shí)導(dǎo)入另一個(gè)體細(xì)胞中，培養(yǎng)觀察．
②（a）實(shí)驗(yàn)過程中，相鄰的兩步為一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，則自變量為是否導(dǎo)入了某種基因；因變量為體細(xì)胞是否轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞（或是否能分化）．
（b）減除了某種基因進(jìn)行誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，若體細(xì)胞與上一步實(shí)驗(yàn)一樣，仍然能轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，說(shuō)明這種基因無(wú)誘導(dǎo)作用．
（c）若第五步發(fā)現(xiàn)了一種基因有誘導(dǎo)作用，則此種基因還需要用于下一步，因?yàn)槿舨挥糜谙乱徊降膶?shí)驗(yàn)，則以后步驟的實(shí)驗(yàn)中，體細(xì)胞都不能轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，無(wú)法篩選出另外3種有誘導(dǎo)作用的基因．
故答案為：
（1）運(yùn)載體（或載體）
（2）選擇性表達(dá)
（3）①將22種基因同時(shí)導(dǎo)入另一個(gè)體細(xì)胞中    將21種基因同時(shí)導(dǎo)入另一個(gè)體細(xì)胞中
②（a）是否導(dǎo)入了某種基因    體細(xì)胞是否轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞（或是否能分化）
（b）這種基因無(wú)誘導(dǎo)作用
（c）需要，因?yàn)槿舨挥糜谙乱徊降膶?shí)驗(yàn)，則以后步驟的實(shí)驗(yàn)中，體細(xì)胞都不能轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，無(wú)法篩選出另外3種有誘導(dǎo)作用的基因

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合細(xì)胞分化、基因工程、胚胎干細(xì)胞及相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)，要求考生掌握細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)；識(shí)記基因工程操作工具及其作用；識(shí)記胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)的目的，掌握探究實(shí)驗(yàn)的原理，并能據(jù)此完善實(shí)驗(yàn)步驟和得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論．