苯丙酮尿症是由于患者PKU基因突变引起体细胞中缺少一种酶,致使体内的苯丙氨酸代谢异常转化为苯丙酮酸,从而导致患者神经系统损害。将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上来替换突变基因,可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是:从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2,根据其碱基序列分别合成HB1和HB2,再将两者分别与基因K1、K2连接,中间插入正常PKU基因和标记基因neor,构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换,导致两者之间区域发生互换,如图所示。回答下列问题:

(1)图中通过基因定点整合可替换特定基因,该技术可用于单基因遗传病的治疗,该技术的应用原理属于基因重组基因重组。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞具有发育的全能性具有发育的全能性。
(2)实验中小鼠胚胎发育到囊胚期时,聚集在胚胎一端,个体较大的细胞是内细胞团内细胞团,可将其取出并分散成单个细胞进行培养,将来可为实验提供所需的胚胎干细胞。培养过程中培养液除了一些无机盐和有机盐外,还需要添加“两酸、两素”以及动物血清,其中的“两酸”是指氨基酸和核苷酸氨基酸和核苷酸,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制细胞的接触抑制。
(3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时,会出现PKU基因错误整合。错误整合时,载体的两个K基因中至少会有一个与neor一起整合到染色体DNA上。已知含有neor的细胞具有G418的抗性。 K1、K2的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是正确整合(含neor而不含K基因)正确整合(含neor而不含K基因)的胚胎干细胞,理由是能在含有G418的培养液存活说明转化后的胚胎干细胞中含neor,能在含DHPG的培养液中存活说明转化后的胚胎干细胞中不含K基因能在含有G418的培养液存活说明转化后的胚胎干细胞中含neor,能在含DHPG的培养液中存活说明转化后的胚胎干细胞中不含K基因。
(4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,从个体生物学水平检测,若小鼠尿液中不含大量苯丙酮酸不含大量苯丙酮酸,说明PKU基因成功表达。
【考点】基因工程的操作过程综合.
【答案】基因重组;具有发育的全能性;内细胞团;氨基酸和核苷酸;细胞的接触抑制;正确整合(含neor而不含K基因);能在含有G418的培养液存活说明转化后的胚胎干细胞中含neor,能在含DHPG的培养液中存活说明转化后的胚胎干细胞中不含K基因;不含大量苯丙酮酸
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:21引用:2难度:0.7
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