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    20．如图是利用工程菌（大肠杆菌）生产人生长激素的实验流程．所用的pBR322质粒含有限制酶pstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ的切点各一个，Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因．请回答以下相关问题：

    （1）过程①所用到的组织细胞是人垂体组织细胞，①过程不能利用人的皮肤细胞，其原因是基因的选择性表达（或皮肤细胞不能合成生长激素的mRNA）．获得人的生长激素基因，一般可采用PCR技术进行扩增，此基因在基因工程中称为目的基因．
    （2）如果从限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ中任选两种酶对质粒进行切割，均会将质粒切成两段，则切割形成的DNA片段共有6种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段占$\frac{1}{6}$．
    （3）如果只用限制酶PstI切割目的基因和质粒，完成过程④、⑤后（受体大肠杆菌不含Ampr、Tetr质粒），将三角瓶内的大肠杆菌先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取培养基甲上的单个菌落，分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图乙、丙所示．接种到甲培养基上的目的是筛选含含四环素抗性基因的大肠杆菌；接种到培养基乙上的大肠杆菌菌落，能存活的大肠杆菌在培养基乙和丙上的生存情况是在丙中能存活，在乙中不能存活．
    （4）也可将基因表达载体导入胚胎干细胞，形成早期胚胎后，移植入动物体内获得转基因小动物，所用的胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺（原始生殖腺）中分离出来．将该细胞培养在添加了抑制因子的培养液中，是为了能够维持其不分化的状态，以保持干细胞的全能性．

    分析 据图分析，①表示从人垂体组织细胞提取人生长激素mRNA，②表示反转录形成cDNA，③复制形成人的生长激素基因，④表示基因表达载体的构建，⑤表示导入大肠杆菌．
    与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒，而且目的基因插入质粒后，破坏了青霉素抗性基因，但没有破环四环素抗性基因，因此含有重组质粒的大肠杆菌能在含有四环素的培养基上生长，但不能在含有青霉素的培养基上生长．

    解答 解：（1）生长激素基因只在垂体细胞中表达，因此过程①要获得人生长激素mRNA，应该选用人垂体组织细胞．获得人的生长激素基因，一般可采用PCR技术进行扩增，此基因在基因工程中称为目的基因．
    （2）如果用三种酶同时切割，会形成a（PstⅠ、EcoRⅠ）、b、c三种片段，因此如果从限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ中任选两种酶对质粒进行切割，均会将质粒切成两段，则切割形成的DNA片段共有a、bc、b、ca、c、ab共6种，其中只有ca片中含有完整四环素抗性基因的DNA片段，占$\frac{1}{6}$．
    （3）在甲中能生长的是具有四环素抗性的细菌，含有四环素抗性基因；与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒，而且目的基因插入质粒后，破坏了青霉素抗性基因，使含有目的基因的大肠杆菌不能在含有青霉素的乙培养基上生长，但四环素基因是完好的，则含有目的基因的大肠杆菌能在含有四环素的丙培养基上生长．
    （4）也可将基因表达载体导入胚胎干细胞，形成早期胚胎后，移植入动物体内获得转基因小动物，所用的胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺（原始生殖腺）中分离出来．将该细胞培养在添加了抑制因子的培养液中，是为了能够维持其不分化的状态，以保持干细胞的全能性．
    故答案为：
    （1）人垂体组织细胞    基因的选择性表达（或皮肤细胞不能合成生长激素的mRNA）    PCR         目的基因
    （2）6     $\frac{1}{6}$
    （3）含四环素抗性基因       完整的PBR322质粒或含有Ampr、Tetr  
    在丙中能存活，在乙中不能存活     
    （4）原始性腺（原始生殖腺）        不分化

    点评 本题考查了基因工程和胚胎干细胞的相关知识，考生要能够通过菌落培养的情况确定重组质粒中破坏的抗性基因，进而确定使用的限制酶，要求考生具有一定的析图能力和理解判断能力，难度适中．

    练习册系列答案
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