Question

蛛丝蛋白纤维是目前已知的最坚韧的天然纤维之一，又被称为“生物钢”。为了提高羊毛纤维的拉伸强度，科学家将蜘蛛牵丝蛋白基因整合到羊胎儿成纤维细胞，并用此细胞作为核供体，结合核移植技术，成功获得了能合成蛛丝蛋白的转基因细毛羊。回答下列问题。

（1）检测蜘蛛牵丝蛋白基因是否成功导入到羊胎儿成纤维细胞，一般采用的方法是_______，可使用_______作为探针对目的基因检测。

（2）将转基因成功的羊胎儿成纤维细胞作为核供体细胞，在对其进行体外培养时，传代一般都控制在10代以内，原因是_______。

（3）用细毛羊卵母细胞作为核移植的受体，在核移植之前必须先对卵母细胞进行的操作有_______。

（4）为检测出生小羊是否成功表达牵丝蛋白基因，可采用的方法有_______（填序号）。

①DNA测序  ②染色体倍性分析  ③体细胞结构分析  ④抗原-抗体杂交  ⑤对羊毛纤维进行拉伸度测试

（5）为了提高已有重组胚胎的利用率，可采用_______技术，但此技术产生同卵多胚的数量是有限的，从后代数量的角度分析，采用羊胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆的优势在于_______。

Answer

DNA分子杂交 放射性同位素标记（或荧光标记）的蛛丝蛋白基因 10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型 培养至减数第二次分裂中期，去核 ④⑤ 胚胎分割 可以获得大量遗传物质相同的后代

【解析】

1、基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

（1）基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体（常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒）。

（2）基因工程四步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。

（3）将目的基因导入受体细胞：①将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术；③将目的基因导人微生物细胞的方法：用Ca2+处理细胞→感受态细胞。

（4）目的基因的检测与鉴定：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因用DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA用分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质用抗原−抗体杂交技术。

2、动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎。这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物，克隆动物的核基因完全来自供体动物，而细胞质基因来自受体细胞。核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植，其中体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，因为体细胞的全能性低于胚胎细胞。

3、对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发展。

（1）检测蜘蛛牵丝蛋白基因是否成功导入到羊胎儿成纤维细胞，可采用DNA分子杂交技术检测，其原理是碱基互补配对。所用探针为放射性同位素标记（或荧光标记）的蜘蛛牵丝蛋白基因对目的基因进行分子水平上的检测。

（2）供体细胞采用的是羊胎儿成纤维细胞，而不是成年个体成纤维细胞的原因是胎儿成纤维细胞分裂次数少。用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变，能保持正常的二倍体核型。

（3）核移植的受体细胞常选用去核卵母细胞的原因：卵母细胞大，容易操作；卵母细胞质多，营养丰富；含有促使细胞全能性表达的物质。核移植的受体应选用处于MⅡ中期的卵母细胞。在核移植之前，需将卵母细胞培养至减数第二次分裂中期，去掉卵母细胞的细胞核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。

（4）目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过检测羊毛纤维的拉伸强度来确定外，还可以通过抗原−抗体杂交技术反应来判断，故选④⑤。

（5）为了提高重组胚胎的利用率，可采用胚胎分割移植技术。用于分割的胚胎应是桑椹胚或囊胚阶段的胚胎。采用胎儿成纤维进行转基因体细胞克隆，属于无性生殖，因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养，从数量上看可以获得大量遗传物质相同的后代。