Question

【题目】人抗凝血酶Ⅲ是人体血液中一种重要的抗凝血因子，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对治疗抗凝血酶缺失症有显著效果。如图表示利用乳腺生物反应器生产人抗凝血酶Ⅲ的过程。回答下列问题：

（1）人们获得人的抗凝血酶III基因后可以通过PCR扩增，扩增时需要设计2种引物。在设计引物时，应满足的要求之一是：引物自身、引物之间不能存在_____以避免引物自身、两引物之间通过折叠形成双链区；图中目的基因的受体细胞选择的是受精卵，若将受体细胞改为大肠杆菌，生产出来的人抗凝血酶Ⅲ往往不具有生物活性，原因是_____。

（2）人抗凝血酶Ⅲ基因导入受精卵需要“分子运输车”（载体）。“分子运输车”应具备的条件是_____（答出两点即可）。

（3）早期胚胎能够在代孕羊体内存活的原因是_____。为了能从乳汁中分离出人抗凝血酶III，需要对转基因羊进行性别鉴定。在胚胎移植前，最好取囊胚中_____ 的细胞进行性别鉴定。转基因羊只有乳腺细胞分泌的乳汁中含有人抗凝血酶Ⅲ，其原因是_____。

（4）将人抗凝血酶Ⅲ基因导入供体羊的受精卵后，目的基因会随机插入到受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成早期胚胎，有的却死亡。外源基因插入导致受精卵死亡的最可能的原因是_____。人们对转基因生物的安全性存在争论，主要表现在生物安全、食物安全、_____安全三个方面。

Answer 1

【答案】碱基互补配对 大肠杆菌不含内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工和修饰 有一个或多个限制酶的切割位点；带有标记基因；分子大小适宜 受体对外来胚胎一般不发生免疫排斥 滋养层 人抗凝血酶Ⅲ基因只能在乳腺细胞中选择性表达/基因选择性表达 外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达 环境

【解析】

本题是关于基因工程和胚胎工程的问题，基因工程的基本步骤包括1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达，而获取目的基因的方法包括基因文库中获取目的基因，PCR扩增目的基因，和人工合成目的基因的方法，构建基因表达载体时，需要启动子，终止子，标记基因和目的基因；早期胚胎培养至桑椹胚或者囊胚时进行胚胎移植，受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。

（1）通过PCR扩增目的基因时，需要设计2种引物。在设计引物时，应满足的要求之一是：引物自身、引物之间不能存在碱基互补配对，以避免引物自身、两引物之间通过折叠形成双链区；人的抗凝血酶是分泌蛋白，加工过程中需要内质网和高尔基体的参与，因此图中目的基因的受体细胞选择的是受精卵，若将受体细胞改为大肠杆菌，细胞中没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工和修饰，因此，生产出来的人抗凝血酶Ⅲ往往不具有生物活性。

（2）人抗凝血酶Ⅲ基因导入受精卵需要“分子运输车”（载体）。“分子运输车”应具备的条件是具有一个或多个限制酶的切割位点；带有标记基因；分子大小适宜，能够自我复制，因此，常用质粒，动植物病毒或者噬菌体作为载体。

（3）早期胚胎能够在代孕羊体内存活的原因是受体子宫对外来胚胎一般不发生免疫排斥。为了能从乳汁中分离出人抗凝血酶III，需要对转基因羊进行性别鉴定。在胚胎移植前，最好取囊胚中滋养层的细胞进行性别鉴定。转基因羊只有乳腺细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基因只能在乳腺细胞中选择性表达基因选择性表达（构建基因表达载体时将乳腺蛋白的启动子等调控原件与目的基因结合在一起）。

（4）将人抗凝血酶Ⅲ基因导入供体羊的受精卵后，目的基因会随机插入到受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成早期胚胎，是相关基因选择性表达的结果，但是有的却死亡，可能是外源基因插入导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内生命活动必需的某些基因不能正常表达。人们对转基因生物的安全性存在争论，主要表现在生物安全、食物安全、环境安全三个方面。