Question

【題目】請回答下列現(xiàn)代生物科技相關(guān)問題：

（1）利用基因工程技術(shù)，可以獲得乳汁中含有藥用蛋白的動物，這種動物叫做 乳腺生物反應(yīng)器。為了獲得該動物，需將藥用蛋白基因與_______基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體，通常采用_______技術(shù)將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植到______________________動物體內(nèi)，最終獲得具有所需性狀 的動物。欲提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術(shù)，胚胎分割是指采用________ 方法將早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

（2）若從DNA分子中利用PCR技術(shù)擴(kuò)增藥用蛋白基因，經(jīng)_____次循環(huán)后 可獲得只含有藥用蛋白基因核苷酸序列的 DNA 片段。

（3）若將藥用蛋白基因?qū)�入植物�?xì)胞，可以用組織培養(yǎng)得到的_____（答一項(xiàng)即可）等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到人工種子，人 工種子在適宜條件能夠萌發(fā)長成幼苗。

（4）若受體細(xì)胞為大腸桿菌細(xì)胞，則需從導(dǎo)入質(zhì)粒的受體細(xì)胞中篩選出真 正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞，該原理為：許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有lacZ 基因（內(nèi)含 EcoRI 的酶切位點(diǎn)），其編碼的產(chǎn)物β﹣半乳糖苷酶在X﹣gal 和IPTG存在下， 可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色。原理如圖所示。請據(jù) 圖回答：

菌落①②③中顏色為白色的是_____，原因是_____。

Answer 1

【答案】乳腺蛋白 顯微注射 同種的、生理狀態(tài)相同的 機(jī)械 3 胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 菌落③ lacZ 標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表 達(dá)出β-半乳糖苷酶，故菌落為白色

【解析】

1、將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。

2、將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)，此方法的受體細(xì)胞多是受精卵。

3、乳腺生物反應(yīng)器是將外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達(dá)，以轉(zhuǎn)基因動物的乳腺組織生產(chǎn)藥用蛋白。

4、分析題圖：目的基因的左側(cè)有限制酶EcoRI的識別序列，右側(cè)是限制酶SmaI的識別序列，而質(zhì)粒上只有限制酶EcoRI的識別序列，所以需要用限制酶EcoRI來切割質(zhì)粒，用限制酶EcoRI和SmaI來切割含有目的基因的外源DNA分子，這樣就使目的基因右側(cè)無法與質(zhì)粒連接，所以目的基因被切割下來和質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA。用限制酶EcoRI切割質(zhì)粒時，會破壞質(zhì)粒上的lacZ'基因，但切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復(fù)，能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍(lán)色；菌落③導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，菌落顏色為白色。

（1）為獲得乳汁中含有藥用蛋白的動物，可通過基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體，通常采用顯微注射技術(shù)將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的動物體內(nèi)，最終獲得具有所需性狀的動物。欲提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術(shù)，胚胎分割是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

（2）每次都是單向復(fù)制，只去掉多余基因的一方，把目的基因兩方的多余基因都去掉，就要復(fù)制兩次，從而獲得兩條純目的基因的單鏈，第三輪時這個單鏈和原鏈解旋，再產(chǎn)生兩條完整的DNA片斷雙鏈。

（3）若將藥用蛋白基因?qū)�入植物�?xì)胞，可以用組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到人工種子，人 工種子在適宜條件能夠萌發(fā)長成幼苗。

（4）用限制酶EcoRI切割質(zhì)粒時，會破壞質(zhì)粒上的lacZ'基因，但切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化后，lacZ'基因又被修復(fù)，能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍(lán)色；菌落③導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，菌落顏色為白色。