Question

【題目】α抗胰蛋白酶可以治療肺氣腫等疾病。下圖是科學家培育含人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的轉基因山羊的流程圖，請回答下列相關問題：

獲取mAAT基因→構建基因表達載體→顯微注射導入山羊受精卵→形成胚胎→將胚胎移入受體母羊→發育成轉基因山羊

（1）利用PCR技術對mAAT基因進行擴增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列為 模板合成的____。擴增過程中，該物質與DNA模板鏈的3’端結合，理由是____

（2）目的基因可以直接從生物體分離得到，也可以通過人工合成獲取。請推測由mRNA反轉錄合成人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致過程：________________（用文字和箭頭表述）。

（3）構建基因表達載體的目的是________。為了使mAAT基因只在山羊乳腺中表達，需要在構建表達載體時在mAAT基因前端加上在乳腺中特異性表達的____，同時還需要有標記基因，其作用是____

（4）胚胎移植中，應選擇有____的個體作為受體母羊，并對受體母羊進行同期發情處理。

Answer 1

【答案】引物 DNA合成只能從3’端延伸 mRNADNA、RNA雜交雙鏈→單鏈DNA人α抗胰蛋白酶因子基因（mAAT） 使目的基因在受體細胞中穩定存在并可遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用 啟動子 將含有目的基因的細胞篩選出來 健康體質和正常繁殖能力

【解析】

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）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。
（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--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。

（1）利用PCR技術對mAAT基因進行擴增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列為模板合成的引物。由于DNA合成時只能從3’端延伸，因此擴增過程中，該物質應與DNA模板鏈的3'端結合。
（2）由mRNA反轉錄合成人α抗胰蛋白酶因子基因（mAAT）的大致過程：。
（3）構建基因表達載體的目的是使目的基因在受體細胞中穩定存在并可遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用。啟動子是轉錄過程中RNA聚合酶的識別位點，為了使mAAT基因只在山羊乳腺中表達，需要在構建表達載體時在mAAT基因前端加上在乳腺中特異性表達的啟動子；標記基因的作用是將含有目的基因的細胞篩選出來。
（4）胚胎移植中，應選擇有健康體質和正常繁殖能力的個體作為受體母羊，并對受體母羊進行同期發情處理。