Question

【題目】有些嬰兒由于體內缺乏足夠的乳糖酶，無法消化牛奶中的乳糖，導致喝奶后會產生一些不良反應，如腹瀉等。科研人員利用體細胞克隆和轉基因技術成功培育了含有乳糖分解酶基因的奶牛——拉克斯牛，過程如下圖所示。請據圖回答問題：

（1）培育過程包含三次細胞培養。培養細胞時，需在培養基中加入適量的______以補充合成培養基中缺乏的物質。培養所需的氣體主要有______。此外，當出現接觸抑制時要用_________處理，然后繼續分瓶培養。

（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，這樣做的優點是_________。在用PCR技術對該基因擴增前，要設計_____種引物，設計引物序列的主要依據是_______。與細胞內DNA的復制相比，PCR過程中需要的酶是__________。

（3）過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，能證明動物細胞核具有全能性的過程是__________。

Answer 1

【答案】動物血清 O2和CO2 胰蛋白酶 避免了目的基因和載體酶切后產生的黏性末端發生任意連接 2 乳糖分解酶基因兩端的部分核苷酸序列 熱穩定DNA聚合酶 Ⅲ

【解析】

PCR技術就是在體外通過酶促反應有選擇地大量擴增特定DNA片段的技術。PCR反應的條件：作為模板的DNA序列、與計劃獲得的目的基因雙鏈各一端序列相互補的兩個DNA引物、Taq DNA聚合酶和4種脫氧核糖核苷酸。

（1）在動物細胞培養時，為了補充合成培養基中缺乏的物質，通常在合成培養基中加入適量的動物血清。動物細胞培養所需的氣依中主要有O2和CO2，O2用于維持細胞呼吸對氣體的要求，CO2用于維持培養液的酸堿度。當出現接觸抑制時需要重新用胰蛋白酶等處理，然后繼續分瓶培養。

（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，目的基因兩端的黏性末端不同，用DNA連接酶連接時，不會產生自身連接產物，這樣做就避免了目的基因和載體酶切后產生的黏性末端發生任意連接。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兩條鏈同時被擴增。因此，在用PCR技術對該基因擴增前，要根據乳糖分解酶基因兩端的部分核苷酸序列設計2種引物。與細胞內DNA的復制相比，PCR過程中不需要解旋酶，需要熱穩定DNA聚合酶。

（3）細胞全能性指已經分化的細胞仍然具有發育成完整個體的潛能，能體現該過程的是Ⅲ。