Question

【題目】人抗凝血酶Ⅲ是人體血液中一種重要的抗凝血因子，具有抑制血液中凝血酶活性的作用，用人工合成的人抗凝血酶Ⅲ對治療抗凝血酶缺失癥有顯著效果。如圖表示利用乳腺生物反應器生產(chǎn)人抗凝血酶Ⅲ的過程。回答下列問題：

（1）人們獲得人的抗凝血酶III基因后可以通過PCR擴增，擴增時需要設計2種引物。在設計引物時，應滿足的要求之一是：引物自身、引物之間不能存在_____以避免引物自身、兩引物之間通過折疊形成雙鏈區(qū)；圖中目的基因的受體細胞選擇的是受精卵，若將受體細胞改為大腸桿菌，生產(chǎn)出來的人抗凝血酶Ⅲ往往不具有生物活性，原因是_____。

（2）人抗凝血酶Ⅲ基因導入受精卵需要“分子運輸車”（載體）。“分子運輸車”應具備的條件是_____（答出兩點即可）。

（3）早期胚胎能夠在代孕羊體內存活的原因是_____。為了能從乳汁中分離出人抗凝血酶III，需要對轉基因羊進行性別鑒定。在胚胎移植前，最好取囊胚中_____ 的細胞進行性別鑒定。轉基因羊只有乳腺細胞分泌的乳汁中含有人抗凝血酶Ⅲ，其原因是_____。

（4）將人抗凝血酶Ⅲ基因導入供體羊的受精卵后，目的基因會隨機插入到受精卵DNA中。這種受精卵有的可發(fā)育成早期胚胎，有的卻死亡。外源基因插入導致受精卵死亡的最可能的原因是_____。人們對轉基因生物的安全性存在爭論，主要表現(xiàn)在生物安全、食物安全、_____安全三個方面。

Answer 1

【答案】堿基互補配對 大腸桿菌不含內質網(wǎng)和高爾基體，不能對蛋白質進行加工和修飾 有一個或多個限制酶的切割位點；帶有標記基因；分子大小適宜 受體對外來胚胎一般不發(fā)生免疫排斥 滋養(yǎng)層 人抗凝血酶Ⅲ基因只能在乳腺細胞中選擇性表達/基因選擇性表達 外源基因的插入使受精卵內生命活動必需的某些基因不能正常表達 環(huán)境

【解析】

本題是關于基因工程和胚胎工程的問題，基因工程的基本步驟包括1、提取目的基因2、目的基因與運載體結合3、將目的基因導入受體細胞4、目的基因的檢測和表達，而獲取目的基因的方法包括基因文庫中獲取目的基因，PCR擴增目的基因，和人工合成目的基因的方法，構建基因表達載體時，需要啟動子，終止子，標記基因和目的基因；早期胚胎培養(yǎng)至桑椹胚或者囊胚時進行胚胎移植，受體子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。

（1）通過PCR擴增目的基因時，需要設計2種引物。在設計引物時，應滿足的要求之一是：引物自身、引物之間不能存在堿基互補配對，以避免引物自身、兩引物之間通過折疊形成雙鏈區(qū)；人的抗凝血酶是分泌蛋白，加工過程中需要內質網(wǎng)和高爾基體的參與，因此圖中目的基因的受體細胞選擇的是受精卵，若將受體細胞改為大腸桿菌，細胞中沒有內質網(wǎng)和高爾基體，不能對蛋白質進行加工和修飾，因此，生產(chǎn)出來的人抗凝血酶Ⅲ往往不具有生物活性。

（2）人抗凝血酶Ⅲ基因導入受精卵需要“分子運輸車”（載體）。“分子運輸車”應具備的條件是具有一個或多個限制酶的切割位點；帶有標記基因；分子大小適宜，能夠自我復制，因此，常用質粒，動植物病毒或者噬菌體作為載體。

（3）早期胚胎能夠在代孕羊體內存活的原因是受體子宮對外來胚胎一般不發(fā)生免疫排斥。為了能從乳汁中分離出人抗凝血酶III，需要對轉基因羊進行性別鑒定。在胚胎移植前，最好取囊胚中滋養(yǎng)層的細胞進行性別鑒定。轉基因羊只有乳腺細胞分泌的乳汁中含有人抗凝血酶Ⅲ，其原因是人抗凝血酶Ⅲ基因只能在乳腺細胞中選擇性表達基因選擇性表達（構建基因表達載體時將乳腺蛋白的啟動子等調控原件與目的基因結合在一起）。

（4）將人抗凝血酶Ⅲ基因導入供體羊的受精卵后，目的基因會隨機插入到受精卵DNA中。這種受精卵有的可發(fā)育成早期胚胎，是相關基因選擇性表達的結果，但是有的卻死亡，可能是外源基因插入導致受精卵死亡的最可能的原因是外源基因的插入使受精卵內生命活動必需的某些基因不能正常表達。人們對轉基因生物的安全性存在爭論，主要表現(xiàn)在生物安全、食物安全、環(huán)境安全三個方面。