2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予在“基因靶向”技術(shù)方面做出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。他們通過對(duì)胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）同源重組的方法，對(duì)靶基因進(jìn)行定點(diǎn)突變，以消除某個(gè)基因的作用（基因敲除）；或者對(duì)基因進(jìn)行修飾，改變基因的功能（基因沉默）。然后將改造的ES細(xì)胞通過顯微注射整合到野生型小鼠胚胎，形成嵌合體動(dòng)物。在動(dòng)物的精子或卵子中，有一部分將是來源于改造過的ES細(xì)胞。則嵌合型小鼠與野生型進(jìn)一步的交配就將得到基因被改造過的動(dòng)物。

（1）實(shí)驗(yàn)一般采用ES細(xì)胞作為目的基因的受體細(xì)胞，這是因?yàn)镋S細(xì)胞具有發(fā)育的　　 　。舉出一例獲取ES細(xì)胞的常用方法：　　　　 。“將改造的ES細(xì)胞通過顯微注射整合到野生型小鼠胚胎，形成嵌合體動(dòng)物”，需采用__________和__________等技術(shù)。

（2）原產(chǎn)比利時(shí)的皮特蘭豬，如基因型為nn，則易出現(xiàn)應(yīng)激綜合癥，科學(xué)家通過一定的方法“敲除”了隱性基因，在該方法中第一步就是要基因定位，找到該基因所在的______，然后用設(shè)計(jì)的同源片段替代__________。

（3）目前科學(xué)家已成功地將人類遺傳病如囊腫性纖維化基因移植到了小鼠身上，培育出了患囊腫性纖維化病的小鼠，你認(rèn)為此項(xiàng)工作的意義，_______________________。

 

（1）全能性。從早期胚胎(囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán))中分離；從原始性腺中分離；（任答一例）；早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)和胚胎移植技術(shù)（或顯微注射技術(shù)等）；（2）染色體DNA，靶基因片段；（3）在小鼠身上便于做實(shí)驗(yàn)，有助于攻克該病。

 

此題以諾貝爾獎(jiǎng)的材料為信息，重在考查考生運(yùn)用已有知識(shí)解決新題境的能力。（1）右圖為基因靶向技術(shù)過程圖。從ES細(xì)胞到嵌合體小鼠的形成，需要顯微注射技術(shù)、胚胎移植技術(shù)和早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)等；（2）基因存在于染色體的DNA上。用設(shè)計(jì)的同源片段替代靶基因片段。（3）該項(xiàng)技術(shù)之所以獲得諾貝爾獎(jiǎng)，就在于它可以利用小鼠這個(gè)模型動(dòng)物，進(jìn)行人類疾病基因的研究；

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中生物 來源：福建廈門雙十中學(xué)2010屆高三考前熱身卷理綜生物試題 題型：綜合題

[現(xiàn)代生物科技專題]（10分）
2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予在“基因靶向”技術(shù)方面作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。借助這一技術(shù)，科學(xué)家可以用小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使其體內(nèi)的某項(xiàng)特定基因喪失功能，以幫助人們找到治療疾病的有效方法。下面是該實(shí)驗(yàn)的基本過程，請(qǐng)回答有關(guān)問題。
（1）獲得胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)。實(shí)驗(yàn)一般采用ES細(xì)胞（或受精卵）作為目的基因的受體細(xì)胞，這是因?yàn)镋S細(xì)胞易表現(xiàn)出______________。舉出一例獲取Es細(xì)胞的常用方法：                                            。
（2）獲取目的基因。為了提高實(shí)驗(yàn)成功率，還需要通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。與體內(nèi)DNA復(fù)制相比，PCR反應(yīng)體系需加入哪兩種特別的物質(zhì)?                                
（3）將基因表達(dá)載體導(dǎo)入ES細(xì)胞，從中篩選出成功發(fā)生了同源重組的ES細(xì)胞，然后培育出小鼠。由ES細(xì)胞培育出小鼠的過程中，需要用到早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)和           技術(shù)。（4）通過檢測(cè)目的基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì)產(chǎn)品，可以確定該小鼠體內(nèi)是否成功發(fā)生了基因的同源重組。這種檢測(cè)方法是                            。

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科目：高中生物 來源：2014屆山東桓臺(tái)第二中學(xué)高三第二次階段性測(cè)試生物卷（解析版） 題型：選擇題

2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)的卡佩奇和史密斯以及英國(guó)的埃文斯等3位科學(xué)家，以表彰他們?cè)凇盎虬邢颉奔夹g(shù)上的貢獻(xiàn)�！盎虬邢颉庇址Q“基因敲除”或“基因打靶”，是指定向替換生物某一基因的技術(shù)。它依據(jù)的遺傳學(xué)原理是 （    ）

A．基因突變   　　　　　 B．基因重組

C．染色體變異   　　　　 D．DNA復(fù)制

 

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科目：高中生物 來源：2013屆陜西澄城寺前中學(xué)高二下學(xué)期第三次月考生物試卷一（解析版） 題型：選擇題

2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予在“基因靶向”技術(shù)方面作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家�！盎虬邢颉奔夹g(shù)指的是應(yīng)用DNA同源重組原理，通過一定的載體，用設(shè)計(jì)好的目的基因替代靶基因從而達(dá)到使靶基因功能喪失的目的。借助這一技術(shù)科學(xué)家可以用小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使其體內(nèi)的某項(xiàng)特定基因喪失功能以幫助人們找到治療疾病的有效方法。下列有關(guān)的說法中，不正確的是（   ）

A．實(shí)驗(yàn)一般采用ES細(xì)胞作為目的基因的受體細(xì)胞，這是因?yàn)樗哂邪l(fā)育的全能性

B．由ES細(xì)胞培育出小鼠的過程中，需要采用早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)

C．獲取ES細(xì)胞的常用方法有從早期胚胎(囊胚內(nèi)滋養(yǎng)層)中分離或從胎兒的原始性腺中分離

D．可通過提取其蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原－抗體雜交進(jìn)行檢測(cè)。

 

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科目：高中生物 來源：2011-2012學(xué)年浙江省杭州市高三11月月考生物試卷 題型：綜合題

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第一步：分離胚胎干細(xì)胞。從小鼠囊胚中分離出胚胎干細(xì)胞，在培養(yǎng)基中擴(kuò)增。這些細(xì)胞中需要改造的基因稱為“靶基因”。

第二步：突變DNA的體外構(gòu)建。獲取與靶基因同源的DNA片斷，利用基因工程技術(shù)在該DNA片段上插入neoR基因（新霉素抗性基因），使該片段上的靶基因失活。

第三步：突變DNA與靶基因互換。將體外構(gòu)建的突變DNA轉(zhuǎn)移入胚胎干細(xì)胞，再通過同源互換，用失活靶基因取代兩個(gè)正常靶基因中的一個(gè)，完成對(duì)胚胎干細(xì)胞的基因改造。

第四步：將第三步處理后的胚胎干細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到添加新霉素的培養(yǎng)基中篩選培養(yǎng)。

其基本原理如下圖所示：

請(qǐng)根據(jù)上述資料，回答下列問題：

⑴“基因敲除技術(shù)”以胚胎干細(xì)胞作為對(duì)象是因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞具有                  性。

⑵在第三步中，涉及的變異類型是                       。

⑶在靶基因中插入neoR基因的目的是                                            。

⑷假設(shè)經(jīng)過上圖表示的過程，研究者成功獲得一枚“敲除”一個(gè)靶基因的胚胎干細(xì)胞，并培育成一只雌性克隆小鼠，則：

①該克隆小鼠的后代是否都含有neoR基因，為什么?________， ____________________________________________________________________。

②該克隆小鼠      （填“是”或“否”）已經(jīng)滿足研究者對(duì)靶基因進(jìn)行功能研究的需要？如果是，說明理由。如果否，簡(jiǎn)述如何利用上述小鼠才能獲得符合需要的小鼠。理由或簡(jiǎn)述如何才能獲得符合需要的小鼠：                                                 

                                                                        。

③若該克隆雌鼠與普通小鼠交配，理論上該克隆雌鼠產(chǎn)下抗新霉素小鼠與不抗新霉素小鼠的比例為_________。若該克隆雌鼠產(chǎn)下的后代小鼠足以滿足實(shí)驗(yàn)要求，請(qǐng)以F1為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案，通過一代雜交實(shí)驗(yàn)，來確定新霉素抗性基因是導(dǎo)入到常染色體，還是導(dǎo)入到X染色體上。（要求寫出用來雜交的F1性狀及雜交后一代的性狀及相應(yīng)結(jié)論）。

雜交方案：____     _______________  _____________        _____；

結(jié)果和結(jié)論：

________________________________________________ _________________________

 

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科目：高中生物 來源：福建廈門雙十中學(xué)2010屆高三考前熱身卷理綜生物試題 題型：綜合題

[現(xiàn)代生物科技專題]（10分）

    2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予在“基因靶向”技術(shù)方面作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。借助這一技術(shù)，科學(xué)家可以用小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使其體內(nèi)的某項(xiàng)特定基因喪失功能，以幫助人們找到治療疾病的有效方法。下面是該實(shí)驗(yàn)的基本過程，請(qǐng)回答有關(guān)問題。

（1）獲得胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)。實(shí)驗(yàn)一般采用ES細(xì)胞（或受精卵）作為目的基因的受體細(xì)胞，這是因?yàn)镋S細(xì)胞易表現(xiàn)出______________。舉出一例獲取Es細(xì)胞的常用方法：                                             。

（2）獲取目的基因。為了提高實(shí)驗(yàn)成功率，還需要通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。與體內(nèi)DNA復(fù)制相比，PCR反應(yīng)體系需加入哪兩種特別的物質(zhì)?                                

（3）將基因表達(dá)載體導(dǎo)入ES細(xì)胞，從中篩選出成功發(fā)生了同源重組的ES細(xì)胞，然后培育出小鼠。由ES細(xì)胞培育出小鼠的過程中，需要用到早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)和            技術(shù)。（4）通過檢測(cè)目的基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì)產(chǎn)品，可以確定該小鼠體內(nèi)是否成功發(fā)生了基因的同源重組。這種檢測(cè)方法是                             。

 

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