Question

【題目】請根據(jù)資料回答問題：

資料1：人體器官移植最大的難題是免疫排斥。豬細胞表面有一些人體沒有的抗原，如α-l,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶就是其中的一種，因此人體會對移植的豬器官產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。

資料2：可利用基因打靶技術(shù)對豬細胞α-l,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進行改造，去除α-l,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶引起的免疫排斥，主要過程如下：

第一步：從豬囊胚中分離出胚胎干細胞（野生ES）。需要改造的基因稱為“靶基因”。

第二步：在含有一段與靶基因同源的序列上，插入新霉素抗性基因（neo）完成打靶載體的構(gòu)建。

第三步：打靶載體導(dǎo)入胚胎干細胞，與含有同源序列的DNA分子重新組合，發(fā)生置換，形成突變ES細胞基因。

第四步：突變ES細胞篩選、增殖。

（1）除了經(jīng)濟易獲取因素外，請寫出科學(xué)家選擇豬器官作為人體器官移植供體的生物學(xué)依據(jù)（寫出其中一條即可）_______________。

（2）資料2基因改造過程中，“靶基因”是______________，打靶載體的構(gòu)建過程相當于基因工程基本操作步驟中的_____________。插入新霉素抗性基因后，“靶基因”不能表達的原因是___________，插入的新霉素抗性基因作為標記基因起到_______作用。

（3）利用克隆技術(shù)，使突變ES細胞增殖、分化，培育出不合成α—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶的豬器官，該過程體現(xiàn)了胚胎干細胞在功能上具有_____________。但得到的器官還不能直接移植入人體，原因是______________________________。

（4）基因打靶技術(shù)給人體移植器官短缺難題的解決帶來了可能。據(jù)圖可知，該項技木能精準定位進行基因改造是由于_____________________________。

Answer 1

【答案】 結(jié)構(gòu)、大小與人體相似 （或“豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒要遠遠少于靈長類動物） （豬細胞的）α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因 目的基因的獲取 基因結(jié)構(gòu)被破壞 篩選 發(fā)育的全能性 人體對豬細胞還存在其他抗原引起的排斥反應(yīng) 同源重組

【解析】【試題分析】

本題以“利用基因打靶技術(shù)對豬細胞α-l,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進行改造”為載體，設(shè)置了新的情境，對基因工程技術(shù)和胚胎干細胞的應(yīng)用的相關(guān)知識進行考查�？忌�首先要認真審題，從中獲取有效信息，然后根據(jù)題意梳理所學(xué)基礎(chǔ)知識，對各小題進行分析作答。

（1）豬的生長周期短，易于飼養(yǎng)繁殖，降低了研究成本。此外，豬的器官在大小、結(jié)構(gòu)等解剖學(xué)指標和生理學(xué)指標上，也與人體的器官大體接近；豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒要遠遠少于靈長類動物。因此，選擇豬器官作為人體器官移植供體，已成為國際上的共識。

（2）資料2中的圖解表示利用基因打靶技術(shù)對豬細胞α-l,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因進行改造的過程，已知需要改造的基因稱為“靶基因”，所以資料2基因改造過程中，“靶基因”是（豬細胞的）α-1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因；據(jù)圖可知，在含有一段與靶基因同源的序列上，插入新霉素抗性基因（neo）完成打靶載體的構(gòu)建，該過程相當于基因工程基本操作步驟中的目的基因的獲��；新霉素抗性基因正好插在靶基因（α-l,3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因）內(nèi)部，所以插入新霉素抗性基因后，基因結(jié)構(gòu)被破壞，會導(dǎo)致“靶基因”不能表達；插入的新霉素抗性基因作為標記基因起到篩選作用。

（3）胚胎干細胞在功能上具有發(fā)育的全能性，所以可利用克隆技術(shù)，使突變ES細胞增殖、分化，培育出不合成α—1，3半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶的豬器官；由于人體對豬細胞還存在其他抗原引起的排斥反應(yīng)，所以得到的器官不能直接移植入人體。

（4）據(jù)圖可知，打靶載體導(dǎo)入胚胎干細胞后，可與含有同源序列的DNA分子重新組合，發(fā)生置換，形成突變ES細胞基因。即生物界的同源重組現(xiàn)象，為基因打靶技術(shù)奠定了堅實的理論基礎(chǔ)，該項技木能精準定位進行基因改造。