高中 | 三 动物细胞核移植技术和克隆动物 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第二章 细胞工程

第2节 动物细胞工程

三 动物细胞核移植技术和克隆动物

赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸,而人类主要食物中的赖氨酸含量很低,利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。回答下列问题:

植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在一定浓度,这属于                 。根据该调节方式,在培养基中添加一定量                 ,用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞,可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体,通过培养获得再生植株。

[["负反馈调节","赖氨酸类似物"]]

负反馈调节是指在一个系统中,系统工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,并且使系统工作的效果减弱或受到限制,有助于系统保持稳定。植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平,这种调节方式属于负反馈调节。如果想得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体可在培养基中添加一定量赖氨酸类似物。

随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展,$\rm 2011$年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为:①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展,为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通过检索序列数据库(如$\rm GenBank$等)获取其编码序列,用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接,构建出乳腺专一表达载体。②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞($\rm BEF$)。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,与$\rm BEF$膜发生融合,表达载体最终进入细胞核,发生转化。③核移植。将转基因的$\rm BEF$作为核供体细胞,从牛卵巢获取卵母细胞,经体外培养及去核后作为                。通过电融合法使两细胞融合,供体核进入卵母细胞,形成重构胚,再用电刺激、$\rm Ca^{2+}$载体、乙醇和                等激活重构胚,使其完成                。④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至一定阶段,植入代孕母牛子宫角,直至小牛出生。⑤检测。$\rm DNA$水平检测:利用$\rm PCR$技术,以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,以                为阳性对照,检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。$\rm RNA$水平检测:从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞,提取总$\rm RNA$,对总$\rm RNA$进行$\rm DNA$酶处理,以去除$\rm DNA$污染,再经逆转录形成$\rm cDNA$,并以此为$\rm PCR$的模板,利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达,原因是构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子,只在                细胞中启动转录,而在牛耳细胞中不能表达。

[["

(核)受体细胞;蛋白酶合成抑制剂;细胞分裂和发育进程;转基因牛耳组织细胞;乳腺

"]]

去核的卵母细胞作为受体细胞,其处于减数第二次分裂中期,因为卵母细胞中含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。通过电融合法使两细胞融合,供体核进入卵母细胞,形成重构胚,再用电刺激、$\rm Ca^{2+}$载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程。阳性对照:按照当前实验方案一定能得到正面预期结果的对照实验。阳性对照是已知的对测量结果有影响的因素,目的是确定实验程序无误。阴性对照和阳性对照相反,按照当前的实验方案一定不能得到正面预期结果的对照实验。排除未知变量对实验产生的不利影响。本实验以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,为了检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因,应该以转基因牛耳组织细胞为阳性对照。构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子,只能在乳腺细胞中启动转录,而在牛耳细胞中不能表达。

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