Question

【题目】有些婴儿由于体内缺乏足够的乳糖酶，无法消化牛奶中的乳糖，导致喝奶后会产生一些不良反应，如腹泻等。科研人员利用体细胞克隆和转基因技术成功培育了含有乳糖分解酶基因的奶牛——拉克斯牛，过程如下图所示。请据图回答问题：

（1）培育过程包含三次细胞培养。培养细胞时，需在培养基中加入适量的______以补充合成培养基中缺乏的物质。培养所需的气体主要有______。此外，当出现接触抑制时要用_________处理，然后继续分瓶培养。

（2）要获得乳糖分解酶基因，必须要用限制酶切割。在图中的①、②两个酶切位点，常常选用不同的限制酶进行酶切，这样做的优点是_________。在用PCR技术对该基因扩增前，要设计_____种引物，设计引物序列的主要依据是_______。与细胞内DNA的复制相比，PCR过程中需要的酶是__________。

（3）过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，能证明动物细胞核具有全能性的过程是__________。

Answer 1

【答案】动物血清 O2和CO2 胰蛋白酶 避免了目的基因和载体酶切后产生的黏性末端发生任意连接 2 乳糖分解酶基因两端的部分核苷酸序列 热稳定DNA聚合酶 Ⅲ

【解析】

PCR技术就是在体外通过酶促反应有选择地大量扩增特定DNA片段的技术。PCR反应的条件：作为模板的DNA序列、与计划获得的目的基因双链各一端序列相互补的两个DNA引物、Taq DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸。

（1）在动物细胞培养时，为了补充合成培养基中缺乏的物质，通常在合成培养基中加入适量的动物血清。动物细胞培养所需的气依中主要有O2和CO2，O2用于维持细胞呼吸对气体的要求，CO2用于维持培养液的酸碱度。当出现接触抑制时需要重新用胰蛋白酶等处理，然后继续分瓶培养。

（2）选用不同的限制酶对图中的①、②两个酶切位点进行酶切，目的基因两端的黏性末端不同，用DNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物，这样做就避免了目的基因和载体酶切后产生的黏性末端发生任意连接。由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此要用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增。因此，在用PCR技术对该基因扩增前，要根据乳糖分解酶基因两端的部分核苷酸序列设计2种引物。与细胞内DNA的复制相比，PCR过程中不需要解旋酶，需要热稳定DNA聚合酶。

（3）细胞全能性指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，能体现该过程的是Ⅲ。