Question

【题目】科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图1所示，图2、图3分别表示了干扰素基因及质粒的相关信息。

（1）在图1治疗过程中是否体现细胞的全能性____（是/否），为什么？________________________。

（2）图1步骤③将基因导入ES细胞而不是导入到上皮细胞是因为ES细胞具有__________________。

（3）据图2、图3，对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用的限制酶组合为________________。

（4）为了得到实验所需的大量干扰素基因，研究人员利用PCR技术进行扩增。由于DNA复制时，子链只能由5′向3′方向延伸，因此可以从下图A、B、C、D四种单链DNA片段中选取_____________作为引物。若要将1个干扰素基因复制4次，则需要在缓冲液中至少加入_______个引物。

（5）将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发_____________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用_____________方法进行检测。

Answer 1

【答案】否 并没有发育成完整个体 发育的全能性 HindIII和PstI或EcoRI和PstI B和C 30 绿色 抗原-抗体杂交

【解析】

1.细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。目前已经证明了植物细胞具有全能性，动物细胞的细胞核具有全能性。通常情况下分化程度越高的细胞全能性越低，生殖细胞的全能性高于体细胞，植物细胞的全能性高于植物细胞。

2.哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。ES细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。

3.目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原--抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）在图1治疗过程中并未体现细胞的全能性，因为整个过程中并未发育成完整个体。

（2）因为ES细胞具有发育的全能性，所以在进行基因治疗时，选择ES细胞进行改造，即图1中的步骤③。

（3）据图2、图3中的酶切位点分析可知，SamI不能选用，因为该酶的识别位点位于目的基因内部，目的基因两端的酶切位点在质粒当中都包含，而且使用这些酶切割后依然能保留一种标记基因的存在，所以构建基因表达载体是可以选择目的基因两端的酶切位点进行组合，据此可知，在对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用的限制酶组合为HindIII和PstI或EcoRI和PstI。

（4）用PCR技术进行扩增目的基因时。由于DNA复制过程中子链只能由5′向3′方向延伸，又因DNA分子中的两条链是反向平行的，因此可以选为引物的单链DNA片段为B和C。由于每个新合成的DNA单链中都需要有引物才能合成，因此，若要将1个干扰素基因复制4次，则需要加入的引物数量为24×2-2=30个。

（5）由于在构建基因表达载体时，绿色荧光蛋白基因没有被破坏，因此，在进行筛选时，可用该基因作为标记基因进行检测，据此可知，将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察时应选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导，因为发绿光的ES细胞意味着含有干扰素基因。基因表达是指基因指导蛋白质合成的过程，所以检测基因是否表达就是检测是否合成了相关的蛋白质，这里的蛋白质是指干扰素，应采用抗原-抗体杂交方法进行检测。