Question

【题目】请回答下列现代生物科技相关问题：

（1）利用基因工程技术，可以获得乳汁中含有药用蛋白的动物，这种动物叫做 乳腺生物反应器。为了获得该动物，需将药用蛋白基因与_______基因的启动子等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，通常采用_______技术将该基因表达载体导入哺乳动物的受精卵中，经早期胚胎培养、胚胎移植到______________________动物体内，最终获得具有所需性状 的动物。欲提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术，胚胎分割是指采用________ 方法将早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

（2）若从DNA分子中利用PCR技术扩增药用蛋白基因，经_____次循环后 可获得只含有药用蛋白基因核苷酸序列的 DNA 片段。

（3）若将药用蛋白基因导入植物细胞，可以用组织培养得到的_____（答一项即可）等为材料，经过人工薄膜包装得到人工种子，人 工种子在适宜条件能够萌发长成幼苗。

（4）若受体细胞为大肠杆菌细胞，则需从导入质粒的受体细胞中筛选出真 正导入重组质粒的细胞，该原理为：许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ 基因（内含 EcoRI 的酶切位点），其编码的产物β﹣半乳糖苷酶在X﹣gal 和IPTG存在下， 可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。原理如图所示。请据 图回答：

菌落①②③中颜色为白色的是_____，原因是_____。

Answer 1

【答案】乳腺蛋白 显微注射 同种的、生理状态相同的 机械 3 胚状体、不定芽、顶芽、腋芽 菌落③ lacZ 标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表 达出β-半乳糖苷酶，故菌落为白色

【解析】

1、将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。

2、将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术，此方法的受体细胞多是受精卵。

3、乳腺生物反应器是将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，以转基因动物的乳腺组织生产药用蛋白。

4、分析题图：目的基因的左侧有限制酶EcoRI的识别序列，右侧是限制酶SmaI的识别序列，而质粒上只有限制酶EcoRI的识别序列，所以需要用限制酶EcoRI来切割质粒，用限制酶EcoRI和SmaI来切割含有目的基因的外源DNA分子，这样就使目的基因右侧无法与质粒连接，所以目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA。用限制酶EcoRI切割质粒时，会破坏质粒上的lacZ'基因，但切割后的质粒自身环化后，lacZ'基因又被修复，能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，所以菌落①②呈现蓝色；菌落③导入的是重组质粒，其lacZ'基因被破坏，不能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，菌落颜色为白色。

（1）为获得乳汁中含有药用蛋白的动物，可通过基因工程技术实现，可将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，通常采用显微注射技术将该基因表达载体导入哺乳动物的受精卵中，经早期胚胎培养、胚胎移植到同种的、生理状态相同的动物体内，最终获得具有所需性状的动物。欲提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术，胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

（2）每次都是单向复制，只去掉多余基因的一方，把目的基因两方的多余基因都去掉，就要复制两次，从而获得两条纯目的基因的单链，第三轮时这个单链和原链解旋，再产生两条完整的DNA片断双链。

（3）若将药用蛋白基因导入植物细胞，可以用组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到人工种子，人 工种子在适宜条件能够萌发长成幼苗。

（4）用限制酶EcoRI切割质粒时，会破坏质粒上的lacZ'基因，但切割后的质粒自身环化后，lacZ'基因又被修复，能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，所以菌落①②呈现蓝色；菌落③导入的是重组质粒，其lacZ'基因被破坏，不能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，菌落颜色为白色。