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    【生物技术实践】
    2007年诺贝尔生理学或医学奖授予在“基因靶向”技术方面作出突出贡献的三位科学家．“基因靶向”技术，指的是应用DNA同源重组原理，通过一定的载体，用设计好的目的基因替代靶基因，从而达到使靶基因功能丧失的目的．借助这一技术，科学家可以用小鼠进行实验，使其体内的某项特定基因丧失功能，以帮助人们找到治疗疾病的有效方法．下面是该实验的基本过程，请回答有关问题．
    （1）获得胚胎干细胞（ES细胞）．实验一般采用ES细胞作为目的基因的受体细胞，这是因为ES细胞具有发育的
     
    ．举出一例获取ES细胞的常用方法：
     
    ．
    （2）获取目的基因．
    ①目的基因是靶基因的同源片段．经过修饰使靶基因的功能改变或丧失，就可获得目的基因．如果要获得活性降低了的X酶蛋白的目的基因，可以采用蛋白质工程技术，请简述其过程．
     

    ②为了提高实验成功率，需要通过PCR技术获得目的基因的大量拷贝．与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入哪两种特别的物质？
     

    （3）构建基因表达载体．质粒是具有自我复制能力的双链环状DNA，它所具有的一至多个
     
    位点，使目的基因插入其中成为可能，因此常被选作运载体．
    （4）将基因表达载体导入ES细胞，从中筛选出成功发生了同源重组的ES细胞，然后培育出小鼠．
    ①由ES细胞培育出小鼠的过程中，需要采用哪些技术手段？
     

    ②通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品，可以确定该小鼠体内是否成功发生了基因的同源重组．请简述这种检测方法．
     
    ．
    考点：胚胎干细胞的来源及分化,胚胎移植
    专题：
    分析：1、胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或原始性腺；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞．
    2、根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．
    3、作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来．
    4、检测目的基因是否翻译成蛋白质 常用抗原-抗体杂交技术．
    解答： 解：（1）ES细胞具有发育的全能性，则一般采用ES细胞作为目的基因的受体细胞；获取ES细胞的常用方法：从早期胚胎（囊胚内细胞团）中分离；从胎儿的原始性腺中分离：通过核移植技术培育得到．
    （2）①采用蛋白质工程技术获得活性降低了的X酶蛋白的目的基因过程：x酶蛋白的功能分析；x酶蛋白的三维结构预测和设计；x酶多肽的氨基酸序列设计；x酶基因的改造．
    ②PCR技术的原理是DNA分子复制，与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入两种引物、耐热的DNA聚合酶．
    （3）质粒是具有自我复制能力的双链环状DNA，具有一至多个限制酶切割位点，使目的基因插入其中成为可能，因此常被选作运载体．
    （4）将基因表达载体导入ES细胞，从中筛选出成功发生了同源重组的ES细胞，然后培育出小鼠．
    ①由ES细胞培育出小鼠的过程中，需要采用早期胚胎培养技术和胚胎移植技术．
    ②通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品，检测方法：提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交．
    故答案为：
    （1）全能性
    从早期胚胎（囊胚内细胞团）中分离；从胎儿的原始性腺中分离：通过核移植技术培育得到
    （2）①x酶蛋白的功能分析；x酶蛋白的三维结构预测和设计；x酶多肽的氨基酸序列设计；x酶基因的改造．
    ②两种引物、耐热的DNA聚合酶
    （3）限制酶切割
    （4）①早期胚胎培养技术和胚胎移植技术
    ②提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交．
    点评：本题考查胚胎干细胞、蛋白质工程、基因工程等相关知识，意在考查学生分析问题和解决问题的能力，难度不大．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中生物 来源： 题型：

    下列关于人体内环境及稳态的叙述中，错误的是（　　）
    A、某人长期摄入蛋白质过少，会引起组织液增加
    B、HCO3-、HPO42-等参与维持血浆pH相对稳定
    C、人长时间运动后，血浆渗透压降低是产生渴觉的原因
    D、胰高血糖素分泌增加会促进胰岛素分泌增加

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    一般情况下，肿瘤细胞因为特异性表达某种肿瘤抗原而被人体免疫机制杀灭．

    （1）肿瘤抗原的成分是
     
    ．
    （2）写出编号名称：丙细胞
     
     B物质
     
    ．
    （3）非特异性免疫的过程编号是
     
    ．
    （4）图1中的10肽、25肽是抗原在巨噬细胞、自然杀伤细胞内消化的产物，也被称为加工过的抗原，其在人体对肿瘤免疫过程起到的作用、及其特点有
     
    （多选）．
    A．一个细胞可以有多种抗原
    B．人体所有的丙细胞都只能识别10肽
    C.10肽与25肽的结构差异仅由参与构成的结构单体的数目决定
    D.10肽、25肽在细胞膜上的呈现，需要相应的物质与之形成复合体
    （5）由图1中的信息进行分析和判断：Th细胞的作用是
     
    ．
    （6）丙细胞杀伤肿瘤细胞的方式，除了通过物质A作用之外，还可以
     
    ．
    正常细胞中含有抑癌的P53基因，P53基因能表达抗病毒蛋白，帮助修复轻度变异的基因，也能使重度突变的细胞发生凋亡而避免肿瘤发生．若细胞中P53基因失活而不能表达，基因突变的细胞易形成肿瘤（图4）．基因治疗肿瘤是根本的方法，腺病毒以其嗜好增殖细胞和对人体基本无害而成为良好的基因载体．野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因，以及病毒复制基因E1，因此需要重新构建有疗效的、安全的腺病毒．图2、3中箭头所指为相应限制酶切点．
    （7）治疗用的目的基因是
     
    ．
    （8）构建重组腺病毒时，限制酶最好选择
     
    ，理由是
     
    ．
    （9）将目的基因与腺病毒重组，还需要
     
    酶；重组的成功率较低，依然还有大量非重组的野生型病毒的DNA，这是因为
     
    ．
    （10）要获得更多重组病毒，采用的方法是：获取人体某肿瘤细胞→将E1基因导入肿瘤细胞的基因组中→重组病毒侵染含E1基因的肿瘤细胞→体外培养侵染的细胞．上述过程选用肿瘤细胞的理由是
     
    ；选用含E1基因的肿瘤细胞进行病毒侵染的理由是
     
    ．
    （11）筛选重组病毒，可采用离心分层纯化法，其依据是
     
    ．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    球茎紫堇的有性生殖为兼性自花授粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉．天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉．紫堇的花色（紫色AA、黄色Aa、白色aa）与花梗长度（长梗对短梗为显性，基因用“B、b”表示）两对性状独立遗传．现将相等数量的紫花短梗（AAbb）和黄花长梗（AaBB）两个品种的球茎紫堇间行种植，请回答：
    （1）若开花期连续阴雨，黄花长梗（AaBB）植物上收获种子的基因型有3种，所控制对应性状的表现型为
     
    ．若开花期内短暂阴雨后，天气晴朗，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型为
     
    ．
    （2）紫堇花瓣的单瓣与重瓣是由一对等位基因（E、e）控制的相对性状．自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花．人们发现所有的重瓣紫堇都不育（雌、雄蕊发育不完善），某些单瓣植株自交后代总是产生大约50%的重瓣花．
    ①根据实验结果可知，紫蔓的单瓣花为
     
    性状，Fl单瓣花的基因型为
     
    ．
    ②研究发现，造成上述实验现象的根本原因是等位基因（E、e）所在染色体发生部分缺失，而染色体缺失的花粉致死所致．如图为F1单瓣紫堇花粉母细胞中等位基因（E、e）所在染色体联会示意图，请在染色体上标出相应基因．
    ③为探究“染色体缺失的花粉致死”这一结论的真实性，某研究小组设计了以下实验方案：
    F1单瓣紫蔓→花药
    ①
    单倍体幼苗
    ②
    F2
    预期结果和结论：
    若
     
    ，则上述结论是真实的：
    若
     
    ，则上述结论是不存在的．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    为了探究“五彩辣椒”是否比普通辣椒的储存时间更长．请完成以下实验方案．
    （1）假设：
     
    ．
    （2）方法步骤：
    第一步：将无机械损伤的“五彩辣椒”分成五等份并编号．同时用
     
    作对照组．
    第二步：将实验组与对照组储存在20℃-25℃的相同环境中．
    第三步：连续观察并记录．（假设到第五周普通辣椒的腐烂率为100%）
    （3）结果分析：
    ①计算：“五彩辣椒”和普通辣椒各组
     
    ．
    ②预期：请用数理折线图表示和你的假设相符的实验结果．
    ③结论：（略）

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    下列有关干细胞的问题：
    （1）科学家在早期胚胎中发现了干细胞，它能在体外培养形成不同组织或器官．这些干细胞是在一定条件下通过
     
    和
     
    形成不同的组织或器官的．
    （2）除了胚胎外，在脐血、骨髓、脑组织等也发现了干细胞，通过进一步研究，有希望用于患者的组织修复或器官移植．但在进行器官移植时，如果患者细胞表面的蛋白质类物质，与移植器官的不相同，则会引起排斥反应．所以最好选用
     
    的干细胞培育的器官．
    选项：A、患者本人     B、父母    C、子女      D、配偶．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    长春花中所含的长春碱对治疗恶性肿瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有一定疗效，是目前国际上应用最多的抗癌植物药源．
    （1）长春花的最新品种有阳台紫、樱挑吻、加勒比紫等，但进化论者认为它们仍然是同一物种，其主要依据是
     
    ．
    （2）为证明“长春碱能抑制肿瘤细胞的增殖”，某同学设什了以下实验：

    ①“醉X”是指
     
    酶，其主要作用是
     
    ．
    ②“物质Y”应是
     
    ，设置该组实验的主要目的是
     
    ．
    ③上述细胞培养液中必需包含细胞生长所需的营养物质，如：
     
    （至少写出3种）等．
    ④此同学设计的实验流程中，还应增加一项操作步骤：
     
    ，才能使实验统计结果更具有说服力．
    ⑤若该同学想进一步了解长春碱是否能导致肿瘤细胞染色体的数目（或形奋）发生变化，请你提供一种在中学实验室即能实现的实验方法：
     
    ．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    果蝇的体色由位于常染色体上的基因（B．b）决定（如表1），现用6只果蝇进行三组杂交实验（结果如表2）．分析表格信息回答下列问题：
    表1
    基因型
    饲喂条件    		BBBbbb
    正常饲喂褐色褐色黄色
    加入银盐饲喂黄色黄色黄色
    表2
    组别亲本（P）饲喂条件子代表现型及数量
    Ⅰ甲：黄色（雄性）乙：黄色（雌性）加入银盐饲喂全黄
    Ⅱ丙：褐色（雄性）丁：黄色（雌性）正常饲喂褐色78，黄色75
    Ⅲ戊：黄色（雄性）己：褐色（雌性）正常饲喂褐色113黄色36
    注：亲代雄果蝇均是正常饲喂得到
    （1）果蝇的体色遗传现象说明生物性状是由
     
    共同调控的．
    （2）亲代雌果蝇中
     
    在饲喂时一定添加了银盐．
    （3）果蝇甲的基因型可能是
     
    ，下表为确定其基因型的实验设计思路，
    请补充完整：
    步骤思路一思路二
     ①用果蝇甲与
     
    杂交    		将实验组Ⅰ的子代进行自由交配
     ② 
     
    		同思路一的步骤
     ③观察并统计子代体色表现型及比例同思路一的步骤
    思路二中，若子代表现型及比例为
     
    ，则果蝇甲基因型为Bb．
    （4）已知基因T能够增强基因B的表达，使褐色果蝇表现为深揭色．在正常饲喂条件下进行如下实验：
    ①通过基因工程将一个基因T导入基因型为Bb的受精卵中某条染色体上（非B，b基因所在染色体），培育成一只转基因雌果蝇A：
    ②将果蝇A与黄色雄果蝇杂交得到Fl，F1中黄色：褐色：深褐色比例为
     
    ．
    ⑧为确定基因T所在染色体，选出F1中的深褐色果蝇进行自由交配．若基因T位于常染色体上，则子代出现深褐色果蝇的概率为
     
    ；若基因T位于X染色体上，则子代雌果蝇和雄果蝇的体色种类分别是
     
    ．

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    科目：高中生物 来源： 题型：

    下列关于生态系统结构与功能的说法错误的是（　　）
    A、在农业生产中，过度耕作导致分解者有氧呼吸加强，这是温室效应加剧的一个原因
    B、在食物链中，每一个营养级的能量都有一部分流向下一个营养级
    C、竞争和捕食是生态系统中两种重要的种间关系
    D、在生态系统中，生产者不一定都能进行光能自养代谢

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