Question

美英兩國的兩位科學家因為在胚胎干細胞研究方面的“基因靶向”技術獲得2007年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎．通過“基因靶向”技術可以對小鼠染色體組進行特異性的遺傳修飾，包括簡單的“基因敲除”、點突變的引入、染色體組大片段的刪除和重排以及外源基因的定位整合等．如圖是“基因靶向”技術的主要步驟，請據圖回答下列問題：

（1）ES細胞具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上，表現為

 

，在功能上具有

 

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（2）在胚胎移植過程中，供、受體動物選擇好后，要用激素進行同期發(fā)情處理的原因是

 

，以保證移植的胚胎能夠繼續(xù)正常發(fā)育．
（3）復合型免疫缺陷癥是一種遺傳病，實施基因治療的一般方法是取患者的

 

作為受體細胞，將正常的外源基因插入受體細胞后，再回輸體內，以替代、修復或糾正有缺陷的基因，但如果外源基因隨機插入會因位置效應引起紊亂，而“基因靶向”技術很好地解決了這一問題．
（4）要檢測上述小鼠染色體的DNA上是否插入了靶基因可采用

 

，DNA分子探針要用

 

標記．
（5）上述步驟所涉及的動物細胞培養(yǎng)過程中，進行傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，如果改用胃蛋白酶行嗎？為什么？

 

（6）與動物細胞培養(yǎng)不同，植物組織培養(yǎng)最終能形成完整的植株，可應用于快速繁殖．廣東省是我國甘蔗主產區(qū)之一，請簡述甘蔗大規(guī)模快速繁殖技術的過程：

 

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Answer 1

考點：胚胎干細胞的來源及分化,植物培養(yǎng)的條件及過程,動物細胞與組織培養(yǎng)過程

專題：

分析：1、胚胎干細胞具有胚胎細胞的特性，體積較小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物任何一種組織細胞．
2、用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的適宜PH約為2，當PH大于6時，就失去活性，胰蛋白酶作用的PH為7.2-8.4．多數動物細胞培養(yǎng)的適宜PH為7.2-7.4．
3、植物組織培養(yǎng)依據的原理為植物體細胞的全能性，即已經分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能；培養(yǎng)過程的順序是離體植物器官、組織或細胞（外植體）脫分化形成愈傷組織，再分化形成根、芽等器官進而形成新的植物體．
作物脫毒材料：分生區(qū)（如莖尖）細胞；植物脫毒方法：進行組織培養(yǎng)；結果：形成脫毒苗．

解答： 解：（1）ES細胞具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上：表現為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性．
（2）在胚胎移植過程中，供、受體動物選擇好后，要用激素進行同期發(fā)情處理的原因是使供、受體的生理狀態(tài)相同，以保證移植的胚胎能夠繼續(xù)正常發(fā)育．
（3）復合型免疫缺陷癥是一種遺傳病，實施基因治療的一般方法是取患者的淋巴細胞（臍帶血細胞）作為受體細胞，將正常的外源基因插入受體細胞后，再回輸體內，以替代、修復或糾正有缺陷的基因，但如果外源基因隨機插入會因位置效應引起紊亂，“基因靶向”技術可以對染色體組進行特異性的遺傳修飾．
（4）要檢測上述小鼠染色體的DNA上是否插入了靶基因可采用DNA分子雜交技術，DNA分子探針要用放射性同位素（或熒光分子等）標記．
（5）動物細胞培養(yǎng)過程中用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是蛋白質．胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性，而小鼠ES細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，所以用胃蛋白酶不行．
（6）植物組織培養(yǎng)可應用于快速繁殖．則甘蔗大規(guī)�？焖俜敝臣夹g的過程：選取甘蔗外植體，通過誘導脫分化產生愈傷組織，然后通過調整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)長成幼苗）；可采用莖尖（分生組織）組織培養(yǎng)的方法獲得脫毒香蕉苗．
故答案為：
（1）體積小，細胞核大，核仁明顯       發(fā)育的全能性
（2）使供、受體的生理狀態(tài)相同
（3）淋巴細胞（臍帶血細胞）
（4）DNA分子雜交技術       放射性同位素（或熒光分子等）
（5）不行，胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性，而小鼠ES細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，所以用胃蛋白酶不行．
（6）選取甘蔗外植體，通過誘導脫分化產生愈傷組織，然后通過調整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)長成幼苗）

點評：本題結合“基因靶向”技術的操作過程圖，考查胚胎干細胞、胚胎移植、基因治療、植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)、細胞分化等知識，意在考查考生對所學知識的掌握、獲取圖文信息能力和分析推理的能力，能運用所學的知識準確答題．