Question

【题目】研究人员利用小鼠的单倍体ES细胞（只有一个染色体组），成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如图所示，请分析回答下列问题：

注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶。箭头指向的位置为限制酶的切割位置：Amp是氨苄青霉素抗性基因，Neo是G418抗性基因。

（1）利用PCR技术可以扩增目的基因，PCR反应体系中除含授冲液、模板DNA、dNTP(包含dNTP、dATO、dcTP、dGTP、dTTP）、引物以外，还应含有_______；引物应选用下图中的 _____（填图中标号）。

（2）已知氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo的小鼠细胞。结合上图推测，过程①选用的2种限制酶是______（选填图中的编号），③处的培养液应添加_____（填“氨苄青霉素”或“G418”）

（3）细胞乙与____类似，图中桑椹胚需要通过_____技术移入代孕小鼠子宫内继续发育，进行该操作前需对小鼠进行_____处理。

Answer 1

【答案】Taq酶(或耐高温的DNA聚合酶） A和D I 和 II G418 受精卵 胚胎移植 同期发情

【解析】

PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，该技术可以在短时间内大量扩增目的基因。步骤：变性→复性→延伸。PCR反应的条件：模板DNA、dNTP（包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、引物、耐高温的DNA聚合酶，其中，dNTP的作用是合成DNA的原料、提供能量。

图中用限制酶Ⅰ、Ⅱ切割质粒会破坏氨苄青霉素抗性基因，保留G418抗性基因；用限制酶Ⅲ、Ⅳ切割质粒会破坏G418抗性基因，保留氨苄青霉素抗性基因。不能用Ⅰ、Ⅳ或Ⅱ、Ⅲ同时切割，会同时破坏两个抗性基因。

图中2构建基因表达载体，之后把目的基因导入小鼠单倍体ES细胞中，去其核与次级卵母细胞的进行融合，类似于受精作用。

（1）根据分析可知，PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP（包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、引物以外，还应含有耐高温的DNA聚合酶。为了扩增目的基因的片段，根据图示可知需要在引物A和D作用下以目的基因的两条链为模板合成子代目的基因。

（2）由图可知，过程①②是将目的基因和运载体连接形成重组质粒，即基因表达载体的构建过程。重组质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，其作用是有利于筛选出含有目的基因的细胞。根据题意可知，氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo′的小鼠细胞，因此应选择Neo′作为标记基因，即质粒上Neo′不能用限制酶切割，则过程①应选用Ⅰ和Ⅱ两种限制酶，图中③处的培养液应添加G418以便于起到筛选的作用。

（3）处理形成的细胞乙与受精卵类似，应用早期胚胎培养技术可以使其发育成桑椹胚。再将桑椹胚通过胚胎移植技术移入代孕小鼠子宫内继续发育，进行该操作前需对受体小鼠进行同期发情处理，以保证供体与受体处于相同或相近的生理状态。