Question

6．科學(xué)家利用生物工程技術(shù)，探究豬骨形態(tài)發(fā)生蛋白15（bmP15）基因具有表達(dá)特異性和示蹤干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為類卵母細(xì)胞的潛能．通過擴(kuò)增豬bmP15基因的啟動(dòng)子片段與增強(qiáng)型綠色熒光蛋白（EGFP）基因構(gòu)建表達(dá)載體，該工程技術(shù)基本流程如圖．請(qǐng)回答下列問題：

（1）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增bmP15基因的啟動(dòng)子片段的前提，是要有一段已知核苷酸序列，以便合成引物．
（2）過程①中，應(yīng)先用限制酶XhoⅠ和HindⅢ處理表達(dá)載體1，以便插入bmP15基因的啟動(dòng)子構(gòu)建表達(dá)載體2．
（3）過程②中，常采用顯微注射技術(shù)將表達(dá)載體2成功導(dǎo)入受體細(xì)胞．
（4）培養(yǎng)受體細(xì)胞時(shí)，通常需在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防污染；還需通入一定濃度的C0₂，目的是維持培養(yǎng)液的pH．
（5）在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用標(biāo)記的EGFP基因作探針，與豬羊水干細(xì)胞的mRNA進(jìn)行分子雜交，可進(jìn)一步探究豬bmp基因特異性表達(dá)的原因．
（6）實(shí)驗(yàn)說明，bmP15基因啟動(dòng)子調(diào)控下EGFP基因在豬卵巢細(xì)胞細(xì)胞表達(dá)．

Answer 1

分析 基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測(cè)與鑒定．基因工程的工具有：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體．將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射技術(shù)．抗生素能夠消滅細(xì)菌等微生物．細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)．

解答 解：（1）PCR技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)體外大量擴(kuò)增DNA分子．前提是要有一段已知核苷酸序列，以便合成引物．
（2）據(jù)圖示可知，切割目的基因時(shí)使用的限制酶XhoⅠ和HindⅢ，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需用同種限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，因此過程①中，需利用XhoⅠ和HindⅢ限制酶處理表達(dá)載體1．
（3）將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射技術(shù)．因此，過程②中常采用顯微注射技術(shù)將表達(dá)載體2成功導(dǎo)入受體細(xì)胞．
（4）培養(yǎng)受體細(xì)胞時(shí)，通常需在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防雜菌污染．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)還需要?dú)怏w環(huán)境，如需通入一定濃度的C0₂，目的是維持培養(yǎng)液的pH．
（5）檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，使用分子雜交技術(shù)．因此為了進(jìn)一步探究豬bmp基因特異性表達(dá)的原因，可以提取上述豬肌肉細(xì)胞的mRNA利用標(biāo)記的EGFP基因作探針，進(jìn)行分子雜交．
（6）據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只有在豬卵巢細(xì)胞中檢測(cè)出綠色熒光，而豬肌肉細(xì)胞核豬羊水干細(xì)胞中均沒有檢測(cè)出綠色熒光，因此推測(cè)豬bmp15基因在豬卵巢細(xì)胞特異性表達(dá)．
故答案為：
（1）PCR     引物
（2）XhoⅠ和HindⅢ
（3）顯微注射
（4）抗生素       維持培養(yǎng)液的pH
（5）EGFP
（6）豬卵巢細(xì)胞

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或的能力，難度適中．