Question

【題目】下圖為利用奶牛的乳汁生產胰島素的流程圖。回答下列問題：

（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的條件有__________________（答出兩點即可）。而作為基因表達載體，除了滿足上述基本條件外，還需要具有啟動子和終止子。

（2）據圖分折，最好選用_________________（填限制酶名稱）分別切割目的基因和質粒分子。當胰島素基因和質粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學鍵是______________________。

（3）要使胰島素基因在受體細胞中表達，需要通過質粒載體，而不能直接將目的基因導入受體細胞，原因是_________________。將重組質粒導入受精卵的方法是_____________________；經檢測，胰島素基因已導入受體細胞的基因組中，但轉基因奶牛通過乳腺生物反應器未生產出胰島素，根據中心法則分析，其原因可能是___________________________________。

（4）通過乳腺生物反應器生產胰島素，需提前對形成的受精卵進行篩選，保留含性染色體組組成為___________（填“XX”或“XY”）的類型。

Answer 1

【答案】具有自我復制的能力、有一個至多個限制酶切割位點、含有標記基因 SmaⅠ、PstⅠ 磷酸二酯鍵 目的基因無復制原點、目的基因無表達所需的啟動子 顯微注射法 胰島素基因（目的基因）的轉錄或翻譯異常 XX

【解析】

基因表達載體的組成包括：啟動子（RNA聚合酶的結合部位）、終止子（一段有特殊結構的DNA短片段，轉錄結束的標志）、目的基因、標記基因（供重組DNA的鑒定和選擇）、復制原點（DNA復制起點，即DNA聚合酶結合位點）；選擇限制酶必須保證不破壞目的基因，能將載體切開，不破壞標記基因。限制酶和DNA連接酶作用的都是磷酸二酯鍵；游離的目的基因進入細胞一般會直接被分解，無復制原點和啟動子，故無法跟著細胞分裂進行復制，導致子代細胞中不再含有目的基因，也不能表達。

（1）質粒載體是小型環狀DNA，其作為基因工程的工具，應具備的條件有：具有自我復制的能力、有一個至多個限制酶切割位點、含有標記基因。而作為基因表達載體，除了滿足上述基本條件外，還需要具有啟動子和終止子。

（2）根據上述分析可知，選用的限制酶不能破壞目的基因和標記基因，結合圖示分折可知，最好選用SmaⅠ、PstⅠ分別切割目的基因和質粒分子。當胰島素基因和質粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學鍵是磷酸二酯鍵。

（3）要使胰島素基因在受體細胞中表達，需要通過質粒載體，而不能直接將目的基因導入受體細胞，原因是目的基因無復制原點，無表達所需的啟動子。將重組質粒導入受精卵的方法是顯微注射法。經檢測，胰島素基因已導入受體細胞的基因組中，但轉基因奶牛通過乳腺生物反應器未生產出胰島素，其原因可能是胰島素基因的轉錄或翻譯異常，沒有表達形成胰島素。

（4）只有雌性動物才能泌乳，所以通過乳腺生物反應器生產胰島素，需提前對形成的受精卵進行篩選，要保留含性染色體組成為XX類型的受精卵。