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，無法消化乳糖，導(dǎo)致喝奶后會產(chǎn)生一些不良反應(yīng)，如腹瀉等。我國利用體細胞克隆動物技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功研制含有乳糖分解酶基因的奶�！�—拉克斯，其培育過程如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖中涉及三次細胞培養(yǎng)，在進行細胞原代培養(yǎng)時，細胞增殖表現(xiàn)出_________和________等特點；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、②兩個酶切位點，常常選用不同的限制酶進行酶切，這樣做的優(yōu)點是__________；在用PCR技術(shù)對該基因擴增前，要設(shè)計兩種引物，設(shè)計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）。能證明動物細胞核具有全能性的過程是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。

Answer 1

【答案】 細胞貼壁生長 細胞接觸抑制 要加入誘導(dǎo)細胞分化的物質(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 生物的性狀受細胞核和細胞質(zhì)共同控制，還受環(huán)境因素的影響（或胚胎成纖維細胞的遺傳物質(zhì)有近一半來自配種的公�；蜣D(zhuǎn)基因的影響等） Ⅲ

【解析】動物細胞培養(yǎng)的過程：取動物組織塊→剪碎組織→用胰蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→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)→貼滿瓶壁的細胞用酶分散為單個細胞，制成細胞懸液→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)；在進行細胞原代培養(yǎng)時會出現(xiàn)細胞貼壁生長和細胞接觸抑制現(xiàn)象。胚胎成纖維細胞培養(yǎng)過程中需要在飼養(yǎng)層細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)重組細胞分化形成重組胚胎，故第Ⅲ次培養(yǎng)液成分與前面不同。基因工程操作中對目的基因和載體進行切割時，可用一種或者多種限制酶進行切割。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，會產(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目的基因、運載體進行切割，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，不會產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物。引物設(shè)計的目的是要能有效地擴增目的基因的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配對，并能完整的擴增出目的基因的序列。轉(zhuǎn)染是指將外源DNA導(dǎo)入細胞，關(guān)鍵是構(gòu)建重組載體。由于生物的性狀受細胞核和細胞質(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)會生出與圖中的黑白花奶牛性狀并不完全相同的犢牛。細胞全能性指已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。

（1）懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁；當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。第Ⅲ次培養(yǎng)需要誘導(dǎo)重組細胞形成重組胚胎并進一步分化，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)促進分化過程。

（2）選用不同的限制酶對圖中的①、②兩個酶切位點進行酶切，目的基因兩端的粘性末端不同，用DNA連接酶連接時，不會產(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配對，并能有效地擴增目的基因的DNA序列，因此引物的設(shè)計要考慮乳糖分解酶基因兩端的部分核苷酸序列。構(gòu)建重組載體是實現(xiàn)轉(zhuǎn)染的關(guān)鍵。

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