Question

3．随着生活水平的提高，糖尿病的患病率增加，胰岛素是治疗糖尿病的常用药，可通过基因工程创造出“胰岛素羊”（该羊的乳汁中含有胰岛素），为糖尿病患者带来福音．利用该技术生产胰岛素的过程如图所示．
获得目的基因$\stackrel{与运载体结合①}{→}$重组DNA$\stackrel{②}{→}$受体细胞$\stackrel{③}{→}$转基因羊$\stackrel{④}{→}$提取胰岛素
回答下列问题：
（1）为保证实验成功，产生胰岛素的基因可从cDNA文库中获取，然后与运载体相连构建成为重组DNA；图中过程②是通过显微注射等方法，将重组DNA导入羊的受精卵获得受体细胞．
（2）图中过程③是先通过动物细胞培养成早期胚胎，然后胚胎移植到经过同期发情处理的受体母羊子宫内．目前对动物细胞所需的营养条件还没有完全研究清楚，在早期胚胎的培养中往往还需要添加动物血清若利用一个早期胚胎一次产生两头转基因“胰岛素羊”，可将该胚胎进行胚胎分割处理．
（3）若该“胰岛素羊”（已知重组DNA已进入细胞）乳汁中检测到胰岛素，其乳腺细胞分泌的胰岛素与转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素相比所具有的优点转基因“胰岛素羊”乳腺细胞分泌的胰岛素有生物活性，转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素无生物学活性，需要再加工，原因是乳腺细胞有内质网与高尔基体，能加工相关蛋白质，而细菌没有内质网与高尔基体．

Answer 1

分析 1、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
2、胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体．用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查．
3、胚胎分割的特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一．

解答 解：（1）构建基因表达载体时，需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；培育转基因动物时，应以受精卵作为受体细胞，因为受精卵的全能性最高．
（2）图中过程③是先通过动物细胞培养成早期胚胎，然后胚胎移植到经过同期发情处理的受体母羊子宫内，这样可以保证供受体具有相同的生理环境．目前对动物细胞所需的营养条件还没有完全研究清楚，在早期胚胎的培养中往往还需要添加动物血清．来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要利用一个早期胚胎一次产生两头转基因“胰岛素羊”，可将该胚胎进行胚胎分割处理．
（3）“胰岛素羊”乳腺细胞分泌的胰岛素与转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素相比所具有的优点：转基因“胰岛素羊”乳腺细胞分泌的胰岛素有生物活性，转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素无生物学活性，需要再加工，原因是乳腺细胞有内质网与高尔基体，能加工相关蛋白质，而细菌没有内质网与高尔基体．
故答案为：
（1）运载体    显微注射    受精卵
（2）同期发情     动物血清    胚胎分割
（3）转基因“胰岛素羊”乳腺细胞分泌的胰岛素有生物活性，转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素无生物学活性，需要再加工      乳腺细胞有内质网与高尔基体，能加工相关蛋白质，而细菌没有内质网与高尔基体

点评 本题考查基因工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤；识记胚胎移植的过程，掌握胚胎移植的生理学基础，能结合所学的知识准确答题．