Question

【題目】下圖為利用奶牛的乳汁生產(chǎn)胰島素的流程圖�；卮鹣铝袉栴}：

（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的條件有__________________（答出兩點(diǎn)即可）。而作為基因表達(dá)載體，除了滿足上述基本條件外，還需要具有啟動(dòng)子和終止子。

（2）據(jù)圖分折，最好選用_________________（填限制酶名稱）分別切割目的基因和質(zhì)粒分子。當(dāng)胰島素基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是______________________。

（3）要使胰島素基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過質(zhì)粒載體，而不能直接將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，原因是_________________。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受精卵的方法是_____________________；經(jīng)檢測，胰島素基因已導(dǎo)入受體細(xì)胞的基因組中，但轉(zhuǎn)基因奶牛通過乳腺生物反應(yīng)器未生產(chǎn)出胰島素，根據(jù)中心法則分析，其原因可能是___________________________________。

（4）通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)胰島素，需提前對(duì)形成的受精卵進(jìn)行篩選，保留含性染色體組組成為___________（填“XX”或“XY”）的類型。

Answer 1

【答案】具有自我復(fù)制的能力、有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、含有標(biāo)記基因 SmaⅠ、PstⅠ 磷酸二酯鍵 目的基因無復(fù)制原點(diǎn)、目的基因無表達(dá)所需的啟動(dòng)子 顯微注射法 胰島素基因（目的基因）的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常 XX

【解析】

基因表達(dá)載體的組成包括：啟動(dòng)子（RNA聚合酶的結(jié)合部位）、終止子（一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段，轉(zhuǎn)錄結(jié)束的標(biāo)志）、目的基因、標(biāo)記基因（供重組DNA的鑒定和選擇）、復(fù)制原點(diǎn)（DNA復(fù)制起點(diǎn)，即DNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)）；選擇限制酶必須保證不破壞目的基因，能將載體切開，不破壞標(biāo)記基因。限制酶和DNA連接酶作用的都是磷酸二酯鍵；游離的目的基因進(jìn)入細(xì)胞一般會(huì)直接被分解，無復(fù)制原點(diǎn)和啟動(dòng)子，故無法跟著細(xì)胞分裂進(jìn)行復(fù)制，導(dǎo)致子代細(xì)胞中不再含有目的基因，也不能表達(dá)。

（1）質(zhì)粒載體是小型環(huán)狀DNA，其作為基因工程的工具，應(yīng)具備的條件有：具有自我復(fù)制的能力、有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、含有標(biāo)記基因。而作為基因表達(dá)載體，除了滿足上述基本條件外，還需要具有啟動(dòng)子和終止子。

（2）根據(jù)上述分析可知，選用的限制酶不能破壞目的基因和標(biāo)記基因，結(jié)合圖示分折可知，最好選用SmaⅠ、PstⅠ分別切割目的基因和質(zhì)粒分子。當(dāng)胰島素基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。

（3）要使胰島素基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過質(zhì)粒載體，而不能直接將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，原因是目的基因無復(fù)制原點(diǎn)，無表達(dá)所需的啟動(dòng)子。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受精卵的方法是顯微注射法。經(jīng)檢測，胰島素基因已導(dǎo)入受體細(xì)胞的基因組中，但轉(zhuǎn)基因奶牛通過乳腺生物反應(yīng)器未生產(chǎn)出胰島素，其原因可能是胰島素基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常，沒有表達(dá)形成胰島素。

（4）只有雌性動(dòng)物才能泌乳，所以通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)胰島素，需提前對(duì)形成的受精卵進(jìn)行篩選，要保留含性染色體組成為XX類型的受精卵。