Question

3．隨著生活水平的提高，糖尿病的患病率增加，胰島素是治療糖尿病的常用藥，可通過基因工程創(chuàng)造出“胰島素羊”（該羊的乳汁中含有胰島素），為糖尿病患者帶來福音．利用該技術生產(chǎn)胰島素的過程如圖所示．
獲得目的基因$\stackrel{與運載體結(jié)合①}{→}$重組DNA$\stackrel{②}{→}$受體細胞$\stackrel{③}{→}$轉(zhuǎn)基因羊$\stackrel{④}{→}$提取胰島素
回答下列問題：
（1）為保證實驗成功，產(chǎn)生胰島素的基因可從cDNA文庫中獲取，然后與運載體相連構(gòu)建成為重組DNA；圖中過程②是通過顯微注射等方法，將重組DNA導入羊的受精卵獲得受體細胞．
（2）圖中過程③是先通過動物細胞培養(yǎng)成早期胚胎，然后胚胎移植到經(jīng)過同期發(fā)情處理的受體母羊子宮內(nèi)．目前對動物細胞所需的營養(yǎng)條件還沒有完全研究清楚，在早期胚胎的培養(yǎng)中往往還需要添加動物血清若利用一個早期胚胎一次產(chǎn)生兩頭轉(zhuǎn)基因“胰島素羊”，可將該胚胎進行胚胎分割處理．
（3）若該“胰島素羊”（已知重組DNA已進入細胞）乳汁中檢測到胰島素，其乳腺細胞分泌的胰島素與轉(zhuǎn)基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素相比所具有的優(yōu)點轉(zhuǎn)基因“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素有生物活性，轉(zhuǎn)基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素無生物學活性，需要再加工，原因是乳腺細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體，能加工相關蛋白質(zhì)，而細菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體．

Answer 1

分析 1、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、胚胎移植的基本程序主要包括：①對供、受體的選擇和處理（選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體．用激素進行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理）；②配種或人工授精；③對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存（對胚胎進行質(zhì)量檢查，此時的胚胎應發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段）；④對胚胎進行移植；⑤移植后的檢查．
3、胚胎分割的特點：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，胚胎分割可以看做動物無性繁殖或克隆的方法之一．

解答 解：（1）構(gòu)建基因表達載體時，需要用DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組DNA；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；培育轉(zhuǎn)基因動物時，應以受精卵作為受體細胞，因為受精卵的全能性最高．
（2）圖中過程③是先通過動物細胞培養(yǎng)成早期胚胎，然后胚胎移植到經(jīng)過同期發(fā)情處理的受體母羊子宮內(nèi)，這樣可以保證供受體具有相同的生理環(huán)境．目前對動物細胞所需的營養(yǎng)條件還沒有完全研究清楚，在早期胚胎的培養(yǎng)中往往還需要添加動物血清．來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此要利用一個早期胚胎一次產(chǎn)生兩頭轉(zhuǎn)基因“胰島素羊”，可將該胚胎進行胚胎分割處理．
（3）“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素與轉(zhuǎn)基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素相比所具有的優(yōu)點：轉(zhuǎn)基因“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素有生物活性，轉(zhuǎn)基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素無生物學活性，需要再加工，原因是乳腺細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體，能加工相關蛋白質(zhì)，而細菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體．
故答案為：
（1）運載體    顯微注射    受精卵
（2）同期發(fā)情     動物血清    胚胎分割
（3）轉(zhuǎn)基因“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素有生物活性，轉(zhuǎn)基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素無生物學活性，需要再加工      乳腺細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體，能加工相關蛋白質(zhì)，而細菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體

點評 本題考查基因工程和胚胎工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟；識記胚胎移植的過程，掌握胚胎移植的生理學基礎，能結(jié)合所學的知識準確答題．