Question

【題目】基因敲除是應用DNA重組原理發展起來的一門新興技術。“基因敲除細胞”的構建過程如下:

第一步,從小鼠囊胚中分離出胚胎干細胞(ES),在培養基中擴增。這些細胞中需要改造的基因稱為“靶基因”;

第二步,構建基因表達載體。取與靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入neoR(新霉素抵抗基因)等。由于同源臂與靶基因的DNA正好配對,所以能像“準星”一樣,將表達載體準確地帶到靶基因的位置;

第三步,將表達載體導入胚胎干細胞,并與其內靶基因同源重組,完成胚胎干細胞的基因改造;

第四步,基因改造后的胚胎干細胞增殖、篩選。基本原理如圖所示。

請根據上述資料,回答下列問題。

(1)實施基因工程的核心步驟是__________,基因表達載體中的_____是位于基因首端的有特殊結構的DNA片段;在構建的過程中所需要的工具酶是________。

(2)如果要獲得一只含目的基因的小鼠,則選擇的受體細胞通常是______,原因是_____________。

(3)上述資料中neoR基因的作用最可能是________________。為了鑒定目的基因是否成功表達,有時進行抗原—抗體雜交,目的蛋白相當于____。

(4)該項技術具有廣闊的應用前景,請試舉一例:__________________。

Answer 1

【答案】 構建基因表達載體 啟動子 限制性核酸內切酶和DNA連接酶 受精卵 動物受精卵具有全能性(動物不能像植物那樣，利用一個除受精卵以外的獨立的體細胞直接培養成完整的個體) 作為標記基因，便于篩選 抗原 基因治療、動植物改良、利用動植物生產藥物等

【解析】試題分析：基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定，其中基因表達載體的構建是基因工程的核心。

（1）基因工程的核心步驟是構建基因表達載體；啟動子是位于基因表達載體中位于基因首端的有特殊結構的DNA片段；基因工程常用的工具酶包括限制性核酸內切酶和DNA連接酶。（2）動物不能像植物那樣，利用一個除受精卵以外的獨立的體細胞直接培養成完整的個體，所以基因工程中，一般用顯微注射法將目的基因導入受精卵細胞中。

（3）neoR(新霉素抵抗基因）是一種抗性基因，其作用是作為基因表達載體上的標記基因，檢測目的基因是否導入受體細胞。為了鑒定目的基因是否成功表達,可以利用抗原-抗體雜交法,其表達產生的目的蛋白相當于抗原。

（4）基因工程有廣闊的應用前景，如基因治療、動植物改良、利用動植物生產藥物等。