Question

【題目】2017年11月，《Nature》發表了科學家的研究成果，他們借助轉基因干細胞，成功挽救一名患有由基因突變導致的罕見皮膚病的小男孩，使其擁有全新的皮膚。簡要過程如下圖所示，請回答下列問題：

（1）從基因文庫中獲取“正常基因”是常用方法之一，從基因文庫中獲取目的基因是比較復雜的，需要根據目的基因的有關信息，如______（答出兩點即可）等特性獲取目的基因。圖中病毒在此過程中，作為______，將正常基因送入皮膚干細胞。

（2）從小男孩尚存的正常皮膚上采集一小塊皮膚（包括其中干細胞），需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，目的是______。對改造的皮膚干細胞進行細胞培養時，應定期更換培養液，目的是______。

（3）圖中①所采用的技術手段是______，一般情況下該技術過程中______（填“會”或“不會”）發生脫分化，原因是______。

Answer 1

【答案】基因的核苷酸序列，基因的功能，基因在染色體上的位置，基因的轉錄產物mRNA，基因的表達產物蛋白質 運載體 使取下的皮膚細胞分散成單個細胞 清除代謝產物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害 動物細胞培養 不會 高度分化的動物細胞發育潛能變窄，失去了發育成完整個體的能力

【解析】

基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。
（4）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）從基因文庫中獲取目的基因需要根據目的基因的有關信息，如基因的核苷酸序列，基因的功能，基因在染色體上的位置，基因的轉錄產物mRNA，基因的表達產物蛋白質（答出兩點即可）等特性獲取目的基因。圖中病毒在此過程中，作為運載體，將正常基因送入皮膚干細胞。

（2）動物細胞培養過程中，胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，目的是使取下的皮膚細胞分散成單個細胞。對改造的皮膚干細胞進行細胞培養時，應定期更換培養液，目的是清除代謝產物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害。

（3）圖中①所采用的技術手段是動物細胞培養，一般情況下該技術過程中不會發生脫分化，原因是高度分化的動物細胞發育潛能變窄，失去了發育成完整個體的能力。