Question

2．如圖是利用生物工程技術(shù)生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的示意圖．質(zhì)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(jù)圖回答：

（1）將人生長(zhǎng)激素基因?qū)�入小鼠體內(nèi)來生產(chǎn)生長(zhǎng)激素．圖中對(duì)供體雌鼠甲用相關(guān)激素處理一段時(shí)間后與雄鼠乙交配，然后通過手術(shù)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(xì)胞，其原因是皮膚細(xì)胞中不能合成生長(zhǎng)激素的mRNA．
（3）為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，切割質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選用的酶是PstI酶和EcoR I酶．
（4）大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)應(yīng)不含Amp^r和Tet^r 基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌．
（5）如果從限制酶Pst I、EcoR I和HindⅢ任選兩種酶對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，均會(huì)將質(zhì)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?qǐng)D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(gè)培養(yǎng)基的相同位置，一段時(shí)間后，菌落的生長(zhǎng)狀況如乙、丙圖所示．據(jù)圖分析丙培養(yǎng)基中含人生長(zhǎng)激素基因的菌落有2個(gè)．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：過程②為逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶；質(zhì)粒上的抗性基因作為基因工程的標(biāo)記基因，作用是檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞．含有重組質(zhì)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(zhì)粒時(shí)應(yīng)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(zhǎng)的大腸桿菌含有四環(huán)素抗性基因，包括導(dǎo)入普通質(zhì)粒和重組質(zhì)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(zhǎng)的是導(dǎo)入普通質(zhì)粒的大腸桿菌．與丙相比，乙培養(yǎng)基中少了兩個(gè)菌落，說明丙培養(yǎng)基中這兩個(gè)菌落中的大腸桿菌成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．

解答 解：（1）精子和卵細(xì)胞在輸卵管中受精形成受精卵，所以可以通過手術(shù)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(shí)，才可以進(jìn)行胚胎移植．
（2）由于基因表達(dá)具有選擇性，人生長(zhǎng)激素基因只在垂體細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生相應(yīng)的mRNA和生長(zhǎng)激素，所以①過程不能利用人的皮膚細(xì)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(zhì)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(xì)胞內(nèi)應(yīng)不含Amp^r和Tet^r基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌．
（5）用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ進(jìn)行切割，只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會(huì)相等，任意兩種酶切割會(huì)形成2個(gè)DNA片段，所以切割三次共有6個(gè)片段且這些片段不等，既得到6種．只有同時(shí)用PstI酶和FcoRI酶切割時(shí)會(huì)得到一個(gè)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(zhì)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(zhì)粒的大腸桿菌能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但不能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)．甲、丙培養(yǎng)基中含有四環(huán)素，因此能在甲和丙中生長(zhǎng)的大腸桿菌含有四環(huán)素抗性基因，包括導(dǎo)入普通質(zhì)粒和重組質(zhì)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(zhǎng)的是導(dǎo)入普通質(zhì)粒的大腸桿菌．與丙相比，乙培養(yǎng)基中少了兩個(gè)菌落，說明丙培養(yǎng)基中這2個(gè)菌落中的大腸桿菌成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒．
故答案為：
（1）輸卵管 
（2）皮膚細(xì)胞中不能合成生長(zhǎng)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(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問題．