Question

2006年，科學(xué)家將小鼠多能干細(xì)胞的4種基因，同時導(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)胞以及可以搏動的心肌細(xì)胞等（如圖），請分析回答：

（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)作用的基因同時導(dǎo)入小鼠的一個體細(xì)胞中，結(jié)果此體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞．后來，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)計了如下的實驗方案．請你補充實驗步驟并進行實驗分析：
①實驗步驟：
第一步，將24種不同的基因同時導(dǎo)入一個體細(xì)胞中，培養(yǎng)觀察；
第二步，將23種不同的基因同時導(dǎo)入一個體細(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)作用的基因為止．
②實驗分析：
（a）實驗過程中，相鄰的兩步為一組對照實驗，則自變量為

 

；因變量為

 

．
（b）減除了某種基因進行誘導(dǎo)實驗，若體細(xì)胞與上一步實驗一樣，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驗？請說明理由．

 

．

Answer 1

考點：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載體（或載體）．
（2）⑤表示細(xì)胞分化過程，其實質(zhì)是基因的選擇性表達．
（3）本實驗的目的是篩選出有誘導(dǎo)作用的4種基因．
①探究實驗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種基因同時導(dǎo)入另一個體細(xì)胞，培養(yǎng)觀察；第四步是將21種基因同時導(dǎo)入另一個體細(xì)胞中，培養(yǎng)觀察．
②（a）實驗過程中，相鄰的兩步為一組對照實驗，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）減除了某種基因進行誘導(dǎo)實驗，若體細(xì)胞與上一步實驗一樣，仍然能轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，說明這種基因無誘導(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，因為若不用于下一步的實驗，則以后步驟的實驗中，體細(xì)胞都不能轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，無法篩選出另外3種有誘導(dǎo)作用的基因．
故答案為：
（1）運載體（或載體）
（2）選擇性表達
（3）①將22種基因同時導(dǎo)入另一個體細(xì)胞中    將21種基因同時導(dǎo)入另一個體細(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）這種基因無誘導(dǎo)作用
（c）需要，因為若不用于下一步的實驗，則以后步驟的實驗中，體細(xì)胞都不能轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，無法篩選出另外3種有誘導(dǎo)作用的基因

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