高中生物試題：基因敲除練習(xí)

基因敲除

塞因巔賒?是指一種遺傳工程技術(shù)，針對(duì)某個(gè)序列已知但功能未知的序列，改變生物的遺傳基因，令特定的

基因功能喪失作用，從而使部分功能被屏蔽，并可進(jìn)一步對(duì)生物體造成影響，進(jìn)而推測(cè)出該基因的生物學(xué)功

能。指外源DNA與受體細(xì)胞基因組中序列相同或相近的基因發(fā)生同源重組，從而代替受體細(xì)胞基因組中的

相同/相似的基因序列，整合入受體細(xì)胞的基因組中C

打靶載體：把目的基因和與細(xì)胞內(nèi)靶基因特異片段同源的DNA分子都重組到帶有標(biāo)記基因（如ne?；?，TK

基因等）的載體上，此重組載體即為打靶載體。因基因打靶的目的不同,此載體有不同的設(shè)計(jì)方法，可分為替

換性載體和插入型載體。如為了把某一外源基因引入染色體DNA的某一位點(diǎn)上，這種情況下應(yīng)設(shè)計(jì)的插入

型載體要包括外源基因（即目的基因）、同源基因片段及標(biāo)記基因等部分。如為了使某一基因失去其生理功能，

這時(shí)所要設(shè)計(jì)的替換型打靶載體，應(yīng)包括含有此靶基因的啟動(dòng)子及第一外顯子的DNA片段及標(biāo)記基因等諸

成分。

1.研究人員利用基因敲除技術(shù)將豬的肌生成抑制蛋白基因敲除，從而得到了高骨骼肌含量的克隆豬。請(qǐng)回

答有關(guān)問(wèn)題：

（1）常用基因敲除技術(shù)是通過(guò)同源重組將外源基因定點(diǎn)整合入靶細(xì)胞基因組上某一確定的位點(diǎn)，以定點(diǎn)修

飾改造染色體上某一基因。相對(duì)傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，該基因敲除技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是______?要實(shí)現(xiàn)敲除肌

生成抑制蛋白基因的目的，首先要構(gòu)建替換型打靶載體，該過(guò)程中需要的工具酶有。

（2）將替換型打靶載體通過(guò)顯微注射法導(dǎo)入豬胚胎干細(xì)胞，胚胎干細(xì)胞是從著床前胚胎分離出的—

的細(xì)胞，它具有向各種組織細(xì)胞分化的潛能。培養(yǎng)豬胚胎干細(xì)胞時(shí)，首先要在培養(yǎng)皿底部制備一層細(xì)胞，

這層細(xì)胞一般是。

（3）篩選出靶細(xì)胞，導(dǎo)入豬的中，再將其植入代孕豬體內(nèi)，使其發(fā)育成嵌合體豬，再經(jīng)過(guò)回交、

篩選就可以得到肌生成抑制蛋白基因敲除純合體。為了快速擴(kuò)大基因敲除豬的種群，除進(jìn)行有性生殖外，

還可以采取胚胎分割和技術(shù)。

（4）為證明肌生成抑制蛋白基因敲除豬的表現(xiàn)型改變確實(shí)是由于敲除了該基因的緣故，可以通過(guò)導(dǎo)入肌生

成抑制蛋白基因或者直接注射，如果豬表現(xiàn)型轉(zhuǎn)為正常，說(shuō)明確實(shí)是由于敲除了肌生成抑制蛋白基

因的緣故。

2.隨著基因工程、細(xì)胞工程等現(xiàn)代生物科技的發(fā)展，人們生活中一些難以治愈的疾病有了一些新的治療手

段，其中基因打靶是一項(xiàng)常用的技術(shù)手段。基因打靶技術(shù)是建立在基因同源重組技術(shù)以及胚胎干細(xì)胞技術(shù)的

基礎(chǔ)上而發(fā)展起來(lái)的一種分子生物學(xué)技術(shù)。結(jié)合下圖回答問(wèn)題：

注:neo'是新霉素抗性基因;HSV-tK基因的表達(dá)可以使無(wú)毒的丙氧鳥(niǎo)甘代謝為毒性物質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞死

亡。

（1）.將目的基因和與細(xì)胞內(nèi)靶基因同源的DNA片段都重組到質(zhì)粒上，構(gòu)建打靶載體（基因表達(dá)載

體），該過(guò)程需要用到的工具酶有一。

（2）.打靶載體測(cè)序驗(yàn)證正確后，利用—酶，將之線性化，以提高重組率。然后通過(guò)—技術(shù)將

其導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞,這樣打靶載體與細(xì)胞內(nèi)靶基因同源的區(qū)段就有概率發(fā)生同源重組。

(3).為了篩選發(fā)生同源重組的細(xì)胞，可在培養(yǎng)液中加入—進(jìn)行初步篩選。最后還需要通過(guò)

技術(shù)鑒定同源重組的細(xì)胞(去除靶基因的細(xì)胞)，將這樣的細(xì)胞通過(guò)擴(kuò)大化培養(yǎng)后,獲得大量打靶

成功的細(xì)胞。其中，暫時(shí)不用的細(xì)胞進(jìn)行「保存。

(4).將打靶成功的細(xì)胞注射入小鼠囊胚,移植到同種、的母鼠體內(nèi)，一段時(shí)間后對(duì)受體母鼠

進(jìn)行—檢查，確保其生下嵌合小鼠。

3.基因敲除是針對(duì)某個(gè)序列己知但功能未知的基因，改變其基因結(jié)構(gòu)，令該基因功能喪失，從而對(duì)生物體造

成影響，進(jìn)而推測(cè)出該基因功能的一門(mén)技術(shù)。以下是制備APOE基因敲除小鼠的常規(guī)過(guò)程：

備注：neo基因是抗新霉素的抗藥基因；APOE是指載脂蛋白E,參與脂蛋白的代謝與轉(zhuǎn)化。

請(qǐng)回答：

(1)為了獲得APOE基因，可以用或者PCR擴(kuò)增。過(guò)程②中所需的工具酶

有eNco基因除了破壞APOE基因外,還具存的作用最可能是o

(2)培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞時(shí)，首先要在培養(yǎng)皿底部制備飼養(yǎng)層，用于飼養(yǎng)層的細(xì)胞一般

是。經(jīng)過(guò)⑥克降以后的細(xì)胞的后裔細(xì)胞辟稱(chēng)為純系，細(xì)胞純系的特點(diǎn)

是,從而便于研究。

(3)純合的APOE基因敲除小鼠(能/不能)表達(dá)APOE,與正常小鼠相比表現(xiàn)

出性狀。

1.[2018浙江紹興聯(lián)考,32(二)](7分)基因敲除是針對(duì)某個(gè)序

列已知但功能未知的基因,改變其基因結(jié)內(nèi)，令該基因功能喪

失，從而對(duì)生物體造成影響,進(jìn)而推測(cè)出該基因功能的一門(mén)技

術(shù)。以下是制備基因敲除小鼠的常規(guī)過(guò)程：

備注:想?；蚴强剐旅顾氐目顾幓颍籄POE是指載脂蛋白

E.參與脂蛋白的代謝與轉(zhuǎn)化。

請(qǐng)回答：

(1)為了獲得山夕￡基因，可以用或者PCR擴(kuò)

增。過(guò)程②中所需的工具髀有

基因除了破壞APOE基因外，還具有的作

用最可能是o

(2)培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞時(shí),首先要在培養(yǎng)皿底部制備飼養(yǎng)

層，用于飼養(yǎng)層的細(xì)胞一般是o經(jīng)過(guò)⑥

克隆以后的細(xì)胞的后裔細(xì)胞群稱(chēng)為純系，細(xì)胞純系的特點(diǎn)

是