Question

【題目】科研人員利用胚胎干細胞（ES細胞）對干擾素基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如下圖1所示，圖2、圖3分別表示了干擾素基因及質粒的相關信息。

（1）在圖1治療過程中是否體現細胞的全能性____（是/否），為什么？________________________。

（2）圖1步驟③將基因導入ES細胞而不是導入到上皮細胞是因為ES細胞具有__________________。

（3）據圖2、圖3，對干擾素基因片段和質粒進行酶切時，可選用的限制酶組合為________________。

（4）為了得到實驗所需的大量干擾素基因，研究人員利用PCR技術進行擴增。由于DNA復制時，子鏈只能由5′向3′方向延伸，因此可以從下圖A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選取_____________作為引物。若要將1個干擾素基因復制4次，則需要在緩沖液中至少加入_______個引物。

（5）將步驟③獲得的ES細胞在熒光顯微鏡下觀察，選擇發_____________色熒光的細胞進行體外誘導。為檢測干擾素基因是否表達，可以采用_____________方法進行檢測。

Answer 1

【答案】否 并沒有發育成完整個體 發育的全能性 HindIII和PstI或EcoRI和PstI B和C 30 綠色 抗原-抗體雜交

【解析】

1.細胞的全能性是指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。目前已經證明了植物細胞具有全能性，動物細胞的細胞核具有全能性。通常情況下分化程度越高的細胞全能性越低，生殖細胞的全能性高于體細胞，植物細胞的全能性高于植物細胞。

2.哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。ES細胞具有胚胎細胞的特性，在形態上，表現為體積小、細胞核大、核仁明顯；在功能上，具有發育的全能性，即可以分化為成年動物體內任何一種組織細胞。

3.目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原--抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）在圖1治療過程中并未體現細胞的全能性，因為整個過程中并未發育成完整個體。

（2）因為ES細胞具有發育的全能性，所以在進行基因治療時，選擇ES細胞進行改造，即圖1中的步驟③。

（3）據圖2、圖3中的酶切位點分析可知，SamI不能選用，因為該酶的識別位點位于目的基因內部，目的基因兩端的酶切位點在質粒當中都包含，而且使用這些酶切割后依然能保留一種標記基因的存在，所以構建基因表達載體是可以選擇目的基因兩端的酶切位點進行組合，據此可知，在對干擾素基因片段和質粒進行酶切時，可選用的限制酶組合為HindIII和PstI或EcoRI和PstI。

（4）用PCR技術進行擴增目的基因時。由于DNA復制過程中子鏈只能由5′向3′方向延伸，又因DNA分子中的兩條鏈是反向平行的，因此可以選為引物的單鏈DNA片段為B和C。由于每個新合成的DNA單鏈中都需要有引物才能合成，因此，若要將1個干擾素基因復制4次，則需要加入的引物數量為24×2-2=30個。

（5）由于在構建基因表達載體時，綠色熒光蛋白基因沒有被破壞，因此，在進行篩選時，可用該基因作為標記基因進行檢測，據此可知，將步驟③獲得的ES細胞在熒光顯微鏡下觀察時應選擇發綠色熒光的細胞進行體外誘導，因為發綠光的ES細胞意味著含有干擾素基因。基因表達是指基因指導蛋白質合成的過程，所以檢測基因是否表達就是檢測是否合成了相關的蛋白質，這里的蛋白質是指干擾素，應采用抗原-抗體雜交方法進行檢測。