胰岛素是治疗人类糖尿病的重要药物。科研人员利用基因工程构建生物反应器，大量生产胰岛素。请回答下列问题：

胰岛素是治疗人类糖尿病的重要药物。科研人员利用基因工程构建生物反应器，大量生产胰岛素。请回答下列问题：

（1）利用基因工程构建生物反应器，首先要获得胰岛素基因，在体外大量扩增胰岛素基因的方法是______，若胰岛素基因含有a个碱基对，其中腺嘌呤占n/m，则体外扩增循环n次，消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸_______个。

（2）在构建基因表达载体过程中，先用双酶切割含目的基因的DNA片段和载体，优点是______________。

（3）若选择胚胎干细胞作为受体细胞，采用核移植技术获得生物反应器比较容易，原因是____________。

（4）通常用显微注射法将基因表达载体导入胚胎干细胞，待胚胎干细胞发育至_________阶段时，将胚胎移入受体子宫内进行发育，为获得多个基因型完全相同的后代，可采取___________技术。

【答案】

PCR技术2a（2n-1）（1/2-n/m）防止目的基因和载体的任意连接，保证目的基因和载体的定向连接胚胎干细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易桑椹胚或囊胚胚胎分割

【解析】

基因工程中可利用PCR技术在体外大量扩增；胰岛素基因含有a个碱基对，共有碱基的数量为2a，已知A占n/m，则G占（1－2n/m）/2，因此G=2a（1－2n/m）/2＝a（1－2n/m），体外扩增循环n次后DNA数为2n个，复制n次增加的DNA分子数是2n-1个，该过程中消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸=（2n－1）×a（1－2n/m）＝2a（2n－1）（1/2－n/m）；在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割，同种限制酶能切割出相同的粘性末端，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，一般选用两种限制酶分别对目的基因、运载体进行切割；胚胎干细胞，具有很强的分裂能力，分化程度低，全能性较容易实现；早期胚胎发育过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚．胚胎移植时，一般选择处于桑椹胚或囊胚期的胚胎；进行胚胎分割时，应选择发育良好的、形态正常的桑椹胚或囊胚进行操作，胚胎分割的特点是：分割形成的多个胚胎具有相同的遗传物质，所以通过胚胎分割产生的两个或多个具有相同遗传性状的个体。

（1）体外大量扩增胰岛素基因的方法是PCR；若胰岛素基因含有a个碱基对，腺嘌呤占n/m，则G占（1－2n/m）/2，体外扩增循环n次增加的DNA分子数是2n－1个，消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为（2n－1）×[2a（1－2n/m）/2]＝2a（2n－1）（1/2－n/m）个。

（2）用双酶切割含目的基因的DNA片段和载体，可以防止目的基因和载体的任意连接，保证目的基因和载体的定向连接。

（3）选择胚胎干细胞作受体细胞是因为胚胎干细胞分化程度低，实现全能性相对容易。

（4）胚胎移植通常选择桑椹胚或囊胚时期；可通过胚胎分割技术获得多个基因型完全相同的后代。