Question

2．如圖是利用生物工程技術生產人生長激素的示意圖．質粒上的Amp^r表示青霉素抗性基因，Tet^r表示四環(huán)素抗性基因，限制酶PstI、EcoR I和HindⅢ切割形成的末端均不相同．據圖回答：

（1）將人生長激素基因導入小鼠體內來生產生長激素．圖中對供體雌鼠甲用相關激素處理一段時間后與雄鼠乙交配，然后通過手術的方法從雌鼠甲的輸卵管中取出受精卵．
（2）①過程不能利用人的皮膚細胞，其原因是皮膚細胞中不能合成生長激素的mRNA．
（3）為了使目的基因和質粒定向連接并且有利于受體細胞的篩選，切割質粒時應選用的酶是PstI酶和EcoR I酶．
（4）大腸桿菌細胞內應不含Amp^r和Tet^r 基因，以利于篩選出含重組質粒的受體菌．
（5）如果從限制酶Pst I、EcoR I和HindⅢ任選兩種酶對質粒進行切割，均會將質粒切成兩段，則形成的DNA片段有6種，其中含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段占$\frac{1}{6}$．
（6）按照圖示的操作，將三角瓶中的大腸桿菌先接種到甲培養(yǎng)基上，然后分別接種到乙和丙兩個培養(yǎng)基的相同位置，一段時間后，菌落的生長狀況如乙、丙圖所示．據圖分析丙培養(yǎng)基中含人生長激素基因的菌落有2個．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：過程②為逆轉錄，需要逆轉錄酶；質粒上的抗性基因作為基因工程的標記基因，作用是檢測目的基因是否導入受體細胞．含有重組質粒的大腸桿菌能在四環(huán)素培養(yǎng)基中生存，但不能在青霉素培養(yǎng)基中生存，可知切割質粒時應選用的酶是限制酶PstI，破壞了青霉素抗性基因．甲、丙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素，因此能在甲和丙中生長的大腸桿菌含有四環(huán)素抗性基因，包括導入普通質粒和重組質粒的大腸桿菌；乙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素和青霉素，因此能在乙中生長的是導入普通質粒的大腸桿菌．與丙相比，乙培養(yǎng)基中少了兩個菌落，說明丙培養(yǎng)基中這兩個菌落中的大腸桿菌成功導入了重組質粒．

解答 解：（1）精子和卵細胞在輸卵管中受精形成受精卵，所以可以通過手術從雌鼠甲的輸卵管中取出受精卵，待受精卵發(fā)育到桑葚胚或囊胚時，才可以進行胚胎移植．
（2）由于基因表達具有選擇性，人生長激素基因只在垂體細胞中表達產生相應的mRNA和生長激素，所以①過程不能利用人的皮膚細胞．
（3）由分析可知，破壞的是青霉素抗性基因，所以用限制酶PstI，而且要保證目的基因和質粒定向連接，所以不能形成相同的黏性末端，故另一種酶選EcoRI酶．
（4）大腸桿菌細胞內應不含Amp^r和Tet^r基因，以利于篩選出含重組質粒的受體菌．
（5）用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ進行切割，只有任意兩個位點被切斷且每次機會相等，任意兩種酶切割會形成2個DNA片段，所以切割三次共有6個片段且這些片段不等，既得到6種．只有同時用PstI酶和FcoRI酶切割時會得到一個完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段，故概率為$\frac{1}{6}$．
（6）目的基因插入質粒后，破壞了氨芐青霉素抗性基因，但沒有破環(huán)四環(huán)素抗性基因，因此含有重組質粒的大腸桿菌能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，但不能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長．甲、丙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素，因此能在甲和丙中生長的大腸桿菌含有四環(huán)素抗性基因，包括導入普通質粒和重組質粒的大腸桿菌；乙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素和青霉素，因此能在乙中生長的是導入普通質粒的大腸桿菌．與丙相比，乙培養(yǎng)基中少了兩個菌落，說明丙培養(yǎng)基中這2個菌落中的大腸桿菌成功導入了重組質粒．
故答案為：
（1）輸卵管 
（2）皮膚細胞中不能合成生長激素的mRNA  
（3）PstI酶和EcoR I酶 
（4）Amp^r和Tet^r  
（5）6   $\frac{1}{6}$
（6）2

點評 本題考查基因工程相關知識，要求學生能從課外材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題．