Question

4．胚胎干細胞（ES細胞）在生物學研究中具有十分重要的應用價值．

（1）圖為某科研小組采用“基因靶向”技術先將小鼠的棕褐毛色基因導入黑色純種小鼠的ES細胞中，再將改造后的ES細胞移植回囊胚繼續發育成小鼠的過程．在目的基因獲取和基因表達載體構建過程中使用的工具酶有DNA連接酶和限制性核酸內切酶．
（2）圖中完成第Ⅱ步操作得到由兩個DNA切段連接成的產物有3種重組DNA分子；第Ⅲ步操作后，還需經過篩選含小鼠棕褐毛基因的胚胎干細胞的過程，才能將該ES細胞注射到囊胚中．
（3）ES細胞在功能上具有發育的全能性的特點；目前研究人員正嘗試通過科技手段利用ES細胞經過特殊誘導，為因故失去手的患者提供新的“手”，該過程揭示了細胞分化和凋亡的機理．
（4）已知細胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷，一般情況下，細胞中有D或S途徑即能分裂增殖．人淋巴細胞中雖然有這兩種DNA合成途徑，但一般不分裂增殖．鼠ES細胞中只有D途徑，但能不斷分裂增殖．將這兩種細胞在試管中混合，加聚乙二醇促融，獲得雜種細胞．若要從培養液中分離出雜種細胞，寫出實驗方法（不考慮機械方法），并說明理由．
方法：在上述試管中加入氨基嘌呤后，收集能分裂增殖的細胞．
理由：淋巴細胞不能分裂，鼠ES細胞的D途徑被阻斷，也不能分裂，而雜種細胞中有S途徑，可分裂增殖．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示表示采用“基因靶向”技術先將小鼠的棕褐毛色基因導入黑色純種小鼠的ES細胞中，再將改造后的ES細胞移植回囊胚繼續發育成小鼠的過程．圖中Ⅰ表示目的基因的獲取；Ⅱ表示基因表達載體的構建；Ⅲ表示將目的基因導入受體細胞；Ⅳ表示將含有目的基因的ES細胞注入囊胚中．

解答 解：（1）獲取目的基因時需要限制酶，構建基因表達載體時需要限制酶和DNA連接酶．
（2）圖中第Ⅱ步為基因表達載體的構建過程，如果只考慮兩兩結合，則會形成3種重組DNA分子，即目的基因與質粒連接、目的基因與目的基因連接、質粒與質粒連接；第Ⅲ步是將目的基因導入ES細胞，該操作后還需篩選含小鼠棕褐毛基因的胚胎干細胞，然后再將含有小鼠棕褐毛基因的胚胎干細胞注射到囊胚中．
（3）ES細胞在功能上具有發育的全能性；目前研究人員正嘗試通過科技手段利用ES細胞經過特殊誘導，為因故失去手的患者提供新的“手”，該過程揭示了細胞分化和凋亡的機理．
（4）兩種細胞融合時，需加 聚乙二醇促融，獲得雜種細胞；根據題干信息“D途徑能被氨基嘌呤阻斷”，若要從培養液中分離出雜種細胞，可在培養液中加氨基嘌呤，阻斷D合成途徑，僅有D合成途徑的ES細胞及ES細胞自身融合的細胞就不能增殖，但人淋巴細胞和ES細胞融合后的雜種細胞可以利用淋巴細胞中的S途徑合成DNA而增殖．
故答案為：
（1）DNA連接酶和限制性核酸內切酶
（2）3      篩選含小鼠棕褐毛基因的胚胎干細胞
（3）發育的全能性     分化和凋亡
（4）聚乙二醇
方法：在上述試管中加入氨基嘌呤后，收集能分裂增殖的細胞
理由：淋巴細胞不能分裂，鼠ES細胞的D途徑被阻斷，也不能分裂，而雜種細胞中有S途徑，可分裂增殖

點評 本題結合圖解，考查基因工程的技術和原理、動物細胞融合、胚胎干細胞等知識，要求考生識記基因工程的原理、工具及操作步驟，能準確判斷圖中各過程的名稱及相關操作；識記動物細胞融合的應用，能根據題干信息“D途徑能被氨基嘌呤阻斷”答題；識記胚胎干細胞的特點及相關應用．