Question

6．回答下列有關生物工程的問題．
Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細胞．科研人員利用胚胎干細胞（ES細胞）對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療，其技術流程如圖1（圖中數(shù)字序號表示的是相關過程）．

                          圖1

                                  圖2 
（1）在核移植前應去除卵母細胞的細胞核．
（2）過程②，重組胚胎培養(yǎng)到一定時期時，可從其內(nèi)細胞團中分離出的ES細胞的特點是具有全能性，能夠分裂和分化形成所有組織和器官．
（3）過程③中，需要構建含有Rag2基因的表達載體，具體過程如圖2．圖中Amp^r表示青霉素抗性基因，Tet^r表示四環(huán)素抗性基因，限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同．可以根據(jù)Rag2基因的脫氧核苷酸序列（或核苷酸序列或遺傳信息）設計引物，利用PCR技術擴增Rag2基因片段．為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細胞的篩選，④過程采用的酶是PstI酶和EcoRI酶，⑤過程采用的酶是DNA連接酶．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時對質(zhì)粒進行切割，假設同時只有任意兩個位點被切斷且每次機會相等，則形成的DNA片段有6種，其中含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段占$\frac{1}{6}$．
（4）在ES細胞培養(yǎng)液中加入特定的促進分化的因子可以體外誘導定向形成造血干細胞．
（5）為檢測Rag2基因的表達情況，可提取治療后小鼠骨髓細胞的蛋白質(zhì)，用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗．

Answer 1

分析 1、動物核移植的概念：將動物的一個細胞的細胞核移入一個去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體．
2、胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，來源于早期胚胎或原始性腺（即囊胚期的內(nèi)細胞團）．
3、在基因工程中，目的基因和質(zhì)粒需要用同種限制酶進行切割，形成相同的黏性末端，再用DNA連接酶連接成重組質(zhì)粒．
4、目的基因分子水平上的檢測：
①檢測轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)--抗原-抗體雜交技術

解答 解：（1）核移植是將體細胞核移植到去核的卵母細胞中，所以實驗前要去除卵母細胞的細胞核．
（2）囊胚期的內(nèi)細胞團細胞處于胚胎干細胞，具有全能性，能夠分裂和分化形成所有組織和器官．
（3）設計引物要遵循堿基互補配對原則，所以根據(jù)Rag₂基因的脫氧核苷酸序列進行設計．根據(jù)圖2中先用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基進行篩選可知，四環(huán)素抗性基因沒有被破壞，破壞的是氨芐青霉素抗性基因，因此為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細胞的篩選，④過程采用的酶是Pst I酶和EcoR I酶，⑤過程采用的酶是DNA連接酶．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時對質(zhì)粒進行切割，假設同時只有任意兩個位點被切斷且每次機會相等，若Pst I酶的切割位點用1表示，EcoR I酶的切割位點用2表示，HindⅢ酶的切割位點用3表示，則形成的DNA片段1→2，2→1，2→3，3→2，1→3，3→1六種片段，其中只有2→1片段含有完整四環(huán)素抗性基因，即含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段占$\frac{1}{6}$．
（4）在ES細胞培養(yǎng)液中加入特定的促進分化的因子可以體外誘導定向形成造血干細胞．
（5）基因表達的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，因此為了檢測Rag2基因的表達情況，可以提取小鼠骨髓細胞的蛋白質(zhì)進行抗原-抗體雜交．
故答案為：
（1）卵母細胞
（2）內(nèi)細胞團     具有全能性，能夠分裂和分化形成所有組織和器官
（3）脫氧核苷酸序列（或核苷酸序列或遺傳信息）    Pst I酶和EcoR I酶     DNA連接酶     6     $\frac{1}{6}$
（4）特定的促進分化的因子
（5）蛋白質(zhì)

點評 本題以基因治療的流程圖為載體，考查了基因工程、細胞工程以及胚胎工程等方面的知識，難度適中．考生要能夠識記細胞核移植的過程；識記囊胚包括內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層兩部分；明確基因工程中質(zhì)粒和目的基因需要利用同種限制酶進行切割；掌握目的基因檢測和鑒定的一般方法等．