Question

【題目】植物細(xì)胞壁中存在大量不能被豬消化的多聚糖類物質(zhì)，如半纖維素多聚糖、果膠質(zhì)(富含有半乳糖醛酸的多聚糖)等。研究人員通過基因工程、胚胎工程等技術(shù)培育出轉(zhuǎn)多聚糖酶基因(manA)豬，主要流程如下圖(neo為新霉素抗性基因)�；卮鹣铝袉栴}：

(1)運用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA分子時，需經(jīng)過變性→________→延伸→重復(fù)過程，經(jīng)過4輪循環(huán)后，得到的子代DNA分子中，不同時含有兩種引物的DNA分子占________。

(2)圖2中的步驟[①]________過程，是基因工程基本操作程序中的核心步驟。

(3)通過①過程獲得的重組質(zhì)粒含有4.9 kb個堿基對，其中manA基因含有1.8 kb個堿基對�，F(xiàn)將該重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞后，經(jīng)培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)約有50%的細(xì)胞能正常表達(dá)目的基因產(chǎn)物，原因是______________________。若用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ聯(lián)合酶切割其中一種重組質(zhì)粒，只能獲得1.7 kb和3.2 kb兩種DNA片段，若用上述聯(lián)合酶切割同等長度的另一種重組質(zhì)粒，則可獲得________kb長度兩種的DNA片段。

(4)在④過程的早期胚胎培養(yǎng)時，通常需要定期更換培養(yǎng)液，目的是________________________________________________________________________。

(5)⑤過程前，通常需對受體母豬注射____________，使其能同期發(fā)情。與普通豬相比，該轉(zhuǎn)基因豬的優(yōu)勢是________________________。

Answer 1

【答案】復(fù)性(退火) 1/8 構(gòu)建基因表達(dá)載體 目的基因與質(zhì)粒結(jié)合時，存在正接和反接兩種重組質(zhì)粒 1.4和3.5 清除代謝廢物，補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì) 孕激素 能分泌多聚糖酶，提高飼料的利用率

【解析】

分析題圖：①為基因表達(dá)載體的構(gòu)建、②為將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、③為體細(xì)胞核移植、④為早期胚胎培養(yǎng)、⑤為胚胎移植。

（1）PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制；每次循環(huán)需要經(jīng)過變性、復(fù)性(退火) 、延伸三步。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時，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兩條鏈同時被擴(kuò)增；引物I延伸而成的DNA單鏈會與引物Ⅱ結(jié)合，進(jìn)行DNA的延伸，這樣，DNA聚合酶只能特異地復(fù)制處于兩個引物之間的DNA序列；一個DNA分子四輪復(fù)制以后，含有兩種引物的DNA分子有24-2=14個，不同時含有兩種引物的DNA分子占2/16=1/8。

（2）基因工程基本操作程序中的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。

（3）通過①過程獲得的重組質(zhì)粒含有4.9 kb個堿基對，其中manA基因含有1.8 kb個堿基對。現(xiàn)將該重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞后，經(jīng)培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)約有50%的細(xì)胞能正常表達(dá)目的基因產(chǎn)物，原因是目的基因與質(zhì)粒結(jié)合時，存在正接和反接兩種重組質(zhì)粒。上述4.9kb的重組質(zhì)粒有兩種形式，若用BamHI和EcoRI聯(lián)合酶切其中一種，只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段，說明右側(cè)BamHI和EcoRI之間的長度為1.7；用聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質(zhì)粒，則切割的是BamHI左側(cè)的位點，又因為manA基因含有1.8 kb個堿基對，可獲得1.7+1.8=3.5kb和4.9-3.5=1.4kb兩種DNA片段。

（4）在培養(yǎng)過程中，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，清除代謝廢物，補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)。

（5）胚胎移植前，通常需對受體母豬注射孕激素，使其能同期發(fā)情。與普通豬相比，該轉(zhuǎn)多聚糖酶基因(manA)豬的優(yōu)勢是能分泌多聚糖酶，提高飼料的利用率。因為多聚糖酶基因的表達(dá)產(chǎn)物為多聚糖酶，它可以水解大量不能被普通豬消化的多聚糖類物質(zhì)，從而提高飼料的利用率。