Question

【題目】乳糖是奶粉中特有的糖，但有些寶寶由于體內(nèi)缺乏足夠的乳糖酶，無(wú)法消化乳糖，導(dǎo)致喝奶后會(huì)產(chǎn)生一些不良反應(yīng)，如腹瀉等。我國(guó)利用體細(xì)胞克隆動(dòng)物技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功研制含有乳糖分解酶基因的奶牛——拉克斯，其培育過(guò)程如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）圖中涉及三次細(xì)胞培養(yǎng)，在進(jìn)行細(xì)胞原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞增殖表現(xiàn)出_________和________等特點(diǎn)；第三次培養(yǎng)液成分不同于前兩次的主要是____________。

（2）要獲得乳糖分解酶基因，必須要用限制酶切割。在圖中的①、②兩個(gè)酶切位點(diǎn)，常常選用不同的限制酶進(jìn)行酶切，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是__________；在用PCR技術(shù)對(duì)該基因擴(kuò)增前，要設(shè)計(jì)兩種引物，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是________；圖中“轉(zhuǎn)染”成功的關(guān)鍵是______________。

（3）重組胚胎移入受體母牛體內(nèi)會(huì)生出與圖中的黑白花奶牛性狀并不相同的犢牛，原因可能有_____(至少答出兩點(diǎn)）。能證明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性的過(guò)程是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。

Answer 1

【答案】 細(xì)胞貼壁生長(zhǎng) 細(xì)胞接觸抑制 要加入誘導(dǎo)細(xì)胞分化的物質(zhì) 防止目的基因和質(zhì)粒在酶切后產(chǎn)生的黏性末端發(fā)生任意連接，保證目的基因定向連接到載體上 乳糖分解酶基因兩端的部分核苷酸序列 構(gòu)建重組載體 生物的性狀受細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)共同控制，還受環(huán)境因素的影響（或胚胎成纖維細(xì)胞的遺傳物質(zhì)有近一半來(lái)自配種的公�；蜣D(zhuǎn)基因的影響等） Ⅲ

【解析】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程：取動(dòng)物組織塊→剪碎組織→用胰蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中（原代培養(yǎng)）→放入二氧化碳培養(yǎng)箱培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞用酶分散為單個(gè)細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液（傳代培養(yǎng)）→放入二氧化碳培養(yǎng)箱培養(yǎng)；在進(jìn)行細(xì)胞原代培養(yǎng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)和細(xì)胞接觸抑制現(xiàn)象。胚胎成纖維細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中需要在飼養(yǎng)層細(xì)胞上維持不分化狀態(tài)，根據(jù)圖所示，第Ⅲ次培養(yǎng)目的誘導(dǎo)重組細(xì)胞分化形成重組胚胎，故第Ⅲ次培養(yǎng)液成分與前面不同�；�因工程操作中對(duì)目的基因和載體進(jìn)行切割時(shí)，可用一種或者多種限制酶進(jìn)行切割。如果只使用一種限制酶，質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端相同，用連接酶連接時(shí)，會(huì)產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物；選用兩種限制酶分別對(duì)目的基因、運(yùn)載體進(jìn)行切割，質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端不同，用DNA連接酶連接時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物。引物設(shè)計(jì)的目的是要能有效地?cái)U(kuò)增目的基因的DNA序列，因此引物要能與乳糖分解酶基因兩條鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，并能完整的擴(kuò)增出目的基因的序列。轉(zhuǎn)染是指將外源DNA導(dǎo)入細(xì)胞，關(guān)鍵是構(gòu)建重組載體。由于生物的性狀受細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)共同控制、環(huán)境因素等多種因素影響，因此重組細(xì)胞2在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛體內(nèi)會(huì)生出與圖中的黑白花奶牛性狀并不完全相同的犢牛。細(xì)胞全能性指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。

（1）懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁；當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。第Ⅲ次培養(yǎng)需要誘導(dǎo)重組細(xì)胞形成重組胚胎并進(jìn)一步分化，故第Ⅲ次培養(yǎng)液成分中需要加入某些誘導(dǎo)分化的物質(zhì)促進(jìn)分化過(guò)程。

（2）選用不同的限制酶對(duì)圖中的①、②兩個(gè)酶切位點(diǎn)進(jìn)行酶切，目的基因兩端的粘性末端不同，用DNA連接酶連接時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物，這樣做就避免了目的基因和載體酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接。引物要能與乳糖分解酶基因兩條鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，并能有效地?cái)U(kuò)增目的基因的DNA序列，因此引物的設(shè)計(jì)要考慮乳糖分解酶基因兩端的部分核苷酸序列。構(gòu)建重組載體是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)染的關(guān)鍵。

（3）由于生物的性狀受細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)共同控制、生物的性狀還受環(huán)境因素的影響、胚胎成纖維細(xì)胞的遺傳物質(zhì)有近一半來(lái)自配種的公牛等，因此重組胚胎移入受體母牛體內(nèi)會(huì)生出與圖中的黑白花奶牛性狀并不完全相同的犢牛。細(xì)胞全能性指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能，能體現(xiàn)該過(guò)程的是Ⅲ。