Question

【題目】請回答下列現代生物科技相關問題：

（1）利用基因工程技術，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_______基因的啟動子等調控組件重組在一起，構建基因表達載體，通常采用_______技術將該基因表達載體導入哺乳動物的受精卵中，經早期胚胎培養、胚胎移植到______________________動物體內，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，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，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。

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

（3）若將藥用蛋白基因導入植物細胞，可以用組織培養得到的_____（答一項即可）等為材料，經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長成幼苗。

（4）若受體細胞為大腸桿菌細胞，則需從導入質粒的受體細胞中篩選出真 正導入重組質粒的細胞，該原理為：許多大腸桿菌的質粒上含有lacZ 基因（內含 EcoRI 的酶切位點），其編碼的產物β﹣半乳糖苷酶在X﹣gal 和IPTG存在下， 可以產生藍色沉淀，使菌落呈現藍色，否則菌落呈現白色。原理如圖所示。請據 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、生理狀態相同的 機械 3 胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 菌落③ lacZ 標記基因區插入外源基因后被破壞，不能表 達出β-半乳糖苷酶，故菌落為白色

【解析】

1、將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。

2、將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術，此方法的受體細胞多是受精卵。

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

4、分析題圖：目的基因的左側有限制酶EcoRI的識別序列，右側是限制酶SmaI的識別序列，而質粒上只有限制酶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無法與質粒連接，所以目的基因被切割下來和質粒連接之前，需在目的基因的右側連接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA。用限制酶EcoRI切割質粒時，會破壞質粒上的lacZ'基因，但切割后的質粒自身環化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現藍色，所以菌落①②呈現藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生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實現，可將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起，構建基因表達載體，通常采用顯微注射技術將該基因表達載體導入哺乳動物的受精卵中，經早期胚胎培養、胚胎移植到同種的、生理狀態相同的動物體內，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，胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。

（2）每次都是單向復制，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，再產生兩條完整的DNA片斷雙鏈。

（3）若將藥用蛋白基因導入植物細胞，可以用組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等為材料，經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長成幼苗。

（4）用限制酶EcoRI切割質粒時，會破壞質粒上的lacZ'基因，但切割后的質粒自身環化后，lacZ'基因又被修復，能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，可以產生藍色沉淀，使菌落呈現藍色，所以菌落①②呈現藍色；菌落③導入的是重組質粒，其lacZ'基因被破壞，不能表達產生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，菌落顏色為白色。