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高中 | 三 动物细胞核移植技术和克隆动物题目答案及解析如下,仅供参考!
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
血栓调节蛋白($\rm TM$)只能在血管内皮细胞中合成,具有调节凝血的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题,科研人员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白($\rm hTM$)的转基因猪。下图$\rm 1$表示部分研究过程,请回答:
注:$\rm ori$是复制原点,$\rm T$为终止子,$\rm puro$为嘌呤霉素抗性基因,$\rm pTM$为猪血栓调节蛋白,相关限制酶识别
序列及切割位点如下表:
限制酶 | $Xho$Ⅰ | $cla$Ⅰ | $Eco\rm R$Ⅴ |
识别序列及切割位点 | $\rm C↓TCGAG$ | $\rm AT↓CGAT$ | $\rm GAT↓ATC$ |
步骤①将$\rm pTM$启动子插入到质粒$\rm 1$中,其中$\rm pTM$启动子的作用是: 。
$\\rm RNA$聚合酶识别和结合的部位,可以驱动$\\rm pTM$基因转录出$\\rm mRNA$,最终表达出$\\rm pTM$蛋白
"]]据图$\rm 1$可知,步骤①是在质粒$\rm 1$中插入$\rm pTM$的启动子,$\rm pTM$为猪血栓调节蛋白,$\rm pTM$启动子的作用是$\rm RNA$聚合酶识别和结合的部位,可以驱动$\rm pTM$基因转录出$\rm mRNA$,最终表达出$\rm pTM$蛋白。
步骤②设计引物时,应该在引物 端加入$cla$Ⅰ和$Eco\rm R$Ⅴ两种限制酶的识别序列。
引物的延伸是从$\rm 3'$端开始的,不能进行任何修饰,因此要加入$cla$Ⅰ和$Eco\rm R$Ⅴ两种限制酶的识别序列,需要在引物的$\rm 5'$端。
步骤③将$\rm hTM$编码区插入质粒$\rm 2$中,该过程中至少需要 种酶,分别是: 。
据题意可知,目的基因和质粒都用$\rm claI$和$\rm EcoRV$两种限制酶,得到的片段有黏性末端和平末端,需要用$\rm T4DNA$连接酶连接(用于连接黏性末端和平末端),因此步骤③将$\rm hTM$编码区插入质粒$\rm 2$中,该过程中至少需要$\rm 3$种酶,即$cla$Ⅰ、$Eco\rm R$Ⅴ、$\rm T4DNA$连接酶。
步骤③获得的质粒$\rm 3$经$Xho$Ⅰ、$Eco\rm R$Ⅴ酶切后电泳,结果如下图$\rm 2$,据结果可判断目的基因 (填“成功插入”或“未插入”)质粒。
将步骤③获得的质粒$\rm 3$经$Xho$Ⅰ、$ Eco\rm R$Ⅴ酶切后电泳应当得到$\rm 2$种长度的片段,其中应该含有$\rm pTM$的启动子$\rm +hTM$编码区$\rm =0.6+1.7=2.3$,据图$\rm 2$实际电泳结果得到了$\rm 5.6\;kb$和$\rm 2.3\;kb$的$\rm 2$种片段,这说明$\rm hTM$目的基因已经成功地插入到质粒$\rm 3$。
质粒$\rm 3$导入猪胎儿成纤维细胞常用的方法是 。将处理后的成纤维细胞接种至培养皿中培养$\rm 48\;\rm h$后经 处理分散成单个细胞,再按每孔一个细胞接种至$\rm 96$孔板(如上图)中,加入 筛选获得抗性细胞,再提取抗性细胞的$\rm DNA$进行$\rm PCR$鉴定,将呈阳性的细胞留存待用。
质粒$\rm 3$导入猪胎儿成纤维细胞常用的方法是显微注射法。质粒$\rm 3$经电转染导入猪胎儿成纤维细胞并接种至培养皿中培养$\rm 48\;\rm h$后经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞,再按每孔一个细胞接种至$\rm 96$孔板中。质粒中的$\rm puro$嘌呤霉素抗性基因作为标记基因,培养液中加入嘌呤霉素筛选可获得抗性细胞,即含有质粒或重组质粒的细胞,再提取抗性细胞的$\rm DNA$进行$\rm PCR$鉴定,将呈阳性的细胞留存待用。
取留存细胞的细胞核,显微注射到 中,再经过 等技术(至少两种)获得表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
去核的$\\rm MII$期卵母细胞;动物细胞培养、胚胎移植
"]]最后取留存细胞的细胞核,通过显微注射到去核的$\rm M$Ⅱ中期卵母细胞中,再经过早期胚胎培养、胚胎移植技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
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