“基因敲除”類信息題歸類解析

摘要：本文從試題考查的知識點、考查的能力兩個角度分析了“基因敲除”類信息題的類型及解題規律。知識點主要涉及生物工程、遺傳規律和基因敲除技術的應用。試題的解答要求學生具備一定的知識遷移能力和分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞：基因敲除；信息題；生物工程；遺傳規律

“基因敲除”技術又稱“基因靶向”技術，是指外源基因與受體細胞基因組中序列相同或相近的基因發生同源重組，從而代替受體細胞基因組中的相同或相似的基因序列，整合入受體細胞的基因組中。利用這一技術可以準確地“敲除”DNA分子上的特定基因，從而為研究基因功能開辟了新途徑。高中生物試題中不乏以“基因敲除”技術為背景的信息題，很好的考查了學生分析問題、解決問題的能力以及知識的遷移能力。筆者對這類題目進行了整理總結，并歸類分析解題規律。

一、基因敲除與遺傳規律

例1小鼠基因敲除技術獲得2007年諾貝爾獎，該技術采用基因工程、細胞工程、雜交等手段使小鼠體內的某一基因失去功能，以研究基因在生物個體發育和病理過程中的作用。例如現有基因型為BB的小鼠，要敲除基因B，可先用體外合成的突變基因b取代正常基因B，使BB細胞改變為Bb細胞，最終培育成為基因敲除小鼠。

（1）基因敲除過程中外源基因是否導入受體細胞，可利用重組質粒上的檢測。如果被敲除的是小鼠抑癌基因，則可能導致細胞內的被激活，使小鼠細胞發生癌變。

（2）通過基因敲除，得到一只AABb小鼠。假設棕毛基因A、白毛基因a、褐齒基因B和黃齒基因b均位于常染色體上，現要得到白毛黃齒新類型小鼠，用來與AABb小鼠雜交的純合親本的基因型是，雜交子代的基因型是。讓F1代中雙雜合基因型的雌雄小鼠相互交配，子代中帶有b基因個體的概率是，不帶B基因個體的概率是。

解析：本題考查了遺傳的基本規律。首先應該明確基因敲除的結果形成的新基因是否遵循遺傳規律。由于基因敲除的過程是用新的基因替換原有的同源基因（等位基因），新基因整合入受體細胞的染色體DNA中，相當于發生了“定向突變”。因此相關基因仍然遵循遺傳的基本規律。（1）作為運載體需具備的條件之一是具有某些標記基因，以便于篩選。所以可通過標記基因表達的性狀來選出已導入目的基因的受體細胞。細胞內與癌有關的基因是原癌基因和抑癌基因。原癌基因被激活或者抑癌基因被關閉都可引起癌變。（2）據題意要培養基因型為aabb的小鼠需選擇aaBB與AABb雜交，后代為AaBB和AaBb，讓AaBb雌雄個體相互交配，后代會出現AB，Abb，aaB，aabb四種類型，比例為9：3：3：1。子代中帶有b基因個體（bb）的概率是1/4，不帶B基因個體（B＿）的概率為3/4。

二、基因敲除技術的應用

例2?搖基因靶向技術可以將一個結構已知但功能未知的基因去除，或用其他序列相近的基因取代，然后從整體觀察實驗動物，從而推測相應基因的功能。下列關于該項技術的應用，正確的是（?搖?搖）（多項選擇）。

A.因為敲入的正常基因可以取代原有致病基因的作用，所以該技術可用于單基因遺傳病的治療

B.目前利用基因靶向技術可以治療所有的遺傳病

C.對胚胎干細胞進行基因敲除，獲得基因敲除動物，可以獲得適合人體移植的豬器官，減弱或消除排斥反應

D.有了“基因靶向”這一強大的武器，人們就可以瞄準某一特定基因，使其失去活性，進而研究該特定基因的功能

解析：本題為情境推理題，需要將題干提供的信息進行分析、推理才能得出結論。據題干信息可知，基因靶向技術可以將某基因去除，如C選項；也可以用相近的基因取代。根據已知推理：①取代既可以用正常基因替換病變基因，如A選項；也可以用無效基因替換正常基因，如D選項。②該技術發生在基因水平上，可以通過利用正常基因取代致病基因來治療單基因遺傳病和多基因遺傳病，對于染色體異常遺傳病無法通過該技術治療。綜上ACD正確。

根據試題考查的學生能力的不同，“基因敲除”類信息題又可分為新情境舊知識、新情境新內涵兩類。例1屬于前者，例2屬于后者。第一類題目考查了學生知識遷移能力及利用理論解決實際問題的能力。要提高學生對該類型題目的解題能力，需要教師在平時的授課過程中，經常將書本知識與日常生活實踐及當前的熱門話題或科技前沿等有關內容相聯系，分析它們之間存在的內在關系。第二類題目考查了學生分析問題、解決問題的能力。對于該類題的解決就需要培養學生從題意中獲取有效信息的能力和對獲取信息進行合理加工、推理的能力。