Question

【題目】有些嬰兒由于體內(nèi)缺乏足夠的乳糖酶，無法消化牛奶中的乳糖，導(dǎo)致喝奶后會(huì)產(chǎn)生一些不良反應(yīng)，如腹瀉等。科研人員利用體細(xì)胞克隆和轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功培育了含有乳糖分解酶基因的奶牛——拉克斯牛，過程如下圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問題：

（1）培育過程包含三次細(xì)胞培養(yǎng)。培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)，需在培養(yǎng)基中加入適量的______以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。培養(yǎng)所需的氣體主要有______。此外，當(dāng)出現(xiàn)接觸抑制時(shí)要用_________處理，然后繼續(xù)分瓶培養(yǎng)。

（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)_____種引物，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是_______。與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制相比，PCR過程中需要的酶是__________。

（3）過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，能證明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性的過程是__________。

Answer 1

【答案】動(dòng)物血清 O2和CO2 胰蛋白酶 避免了目的基因和載體酶切后產(chǎn)生的黏性末端發(fā)生任意連接 2 乳糖分解酶基因兩端的部分核苷酸序列 熱穩(wěn)定DNA聚合酶 Ⅲ

【解析】

PCR技術(shù)就是在體外通過酶促反應(yīng)有選擇地大量擴(kuò)增特定DNA片段的技術(shù)。PCR反應(yīng)的條件：作為模板的DNA序列、與計(jì)劃獲得的目的基因雙鏈各一端序列相互補(bǔ)的兩個(gè)DNA引物、Taq DNA聚合酶和4種脫氧核糖核苷酸。

（1）在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，為了補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量的動(dòng)物血清。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需的氣依中主要有O2和CO2，O2用于維持細(xì)胞呼吸對(duì)氣體的要求，CO2用于維持培養(yǎng)液的酸堿度。當(dāng)出現(xiàn)接觸抑制時(shí)需要重新用胰蛋白酶等處理，然后繼續(xù)分瓶培養(yǎng)。

（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，目的基因兩端的黏性末端不同，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)生的黏性末端發(fā)生任意連接。由于DNA聚合酶只能從3′端延伸DNA鏈，因此要用兩種引物才能確保DNA兩條鏈同時(shí)被擴(kuò)增。因此，在用PCR技術(shù)對(duì)該基因擴(kuò)增前，要根據(jù)乳糖分解酶基因兩端的部分核苷酸序列設(shè)計(jì)2種引物。與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制相比，PCR過程中不需要解旋酶，需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶。

（3）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)該過程的是Ⅲ。