对人教版高中“现代生物科技”教材中有关问题的解答

秦四哥

1原核生物中的限制性内切酶为什么不剪切自身的DNA？

迄今已从300多种不同的微生物中分离出约4000多种限制酶。很多原核生物在生活中很容易受到外源DNA的入侵，在长期的进化过程中就形成了一套完善的防御机制，以保持自身遗传物质的相对稳定性。限制性核酸内切酶在这个防御机制中就起着至关重要的作用，当外源DNA入侵时，限制酶就可以把这些DNA切割成小片断，使其不能在生物体内表达。酶具有专一性，每种限制酶都有它们特异性识别的脱氧核苷酸序列（如EcoRⅠ限制酶只能识别GAATTC序列）。

细菌中的限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中不是不具备这种限制酶的识别切割序列，就是通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能识别，从而不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会将自身的DNA切断，并且可以防止外源DNA的入侵。

2不同的限制酶有没有相同的识别位点和切点？

酶具有专一性，一般来讲每种限制酶都有它们所特异性识别的脱氧核苷酸序列。不过在研究中也发现有些不同的限制酶所识别位点和切点是一样的，这些酶称为同座酶。同座酶切割DNA时形成相同的末端，可以用DNA连接酶连接。如XmaⅠ酶和SmaⅠ酶都能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割DNA。

同时，科学家还发现有这样的一类酶：它们虽然来源不同，识别的靶序列也各不相同，但都能产生相同的黏性末端，称为同尾酶。常用的BamHⅠ，BclⅠ，BglⅡ，XhoⅠ就是一组同尾酶。它们切割DNA之后都形成由-GATC-4个核苷酸组成的黏性末端。这样，由于黏性末端相同，同尾酶切割后所产生的DNA片段，能够通过其黏性末端之间的碱基互补作用而彼此连接起来。由一对同尾酶分别产生的黏性末端共价结合形成的位点，特称之为杂种位点。由于杂种位点的存在使原来的酶切割位点不存在，一般不能再被原来的任何一种同尾酶所识别和切割。例如，SalⅠ（5’-GTCGAC-3’）和XhoⅠ（5’-CTCGAG-3’）的切割片段能相连，但所形成的重组片段（5’-GTCGAG-3’）则不能被上述2种酶的任一种酶识别和切割。

3农杆菌为什么不能转化单子叶植物？

农杆菌具有趋化性。当双子叶或裸子植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的糖类和酚类物质（主要是乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮），这些酚类物质不但能吸引根瘤农杆菌向受伤组织集中，还刺激农杆菌体内质粒上的T区域活化，形成被蛋白包裹的单链DNA入侵植物细胞。该DNA进入植物细胞后会被随机地整合入植物基因组，从而实现转化。单子叶植物的细胞壁一般不能分泌这些酚类物质，因此不能给农杆菌转化。

4植物组织培养的培养基中为什么是添加蔗糖作为能源物质，而不是葡萄糖？

在组织培养的初期，由于细胞不能进行光合作用，需要在培养基中添加能源物质。葡萄糖是最常用的生物能源物质，但按教材中的介绍配制植物培养基时都不是添加葡萄糖作为能源物质，而课本介绍却是用蔗糖，为什么？还有，蔗糖是二糖，它能给植物直接吸收和利用吗？

对此做法，一些资料上的解释是因为蔗糖较葡萄糖便宜，所以用蔗糖。实际并非如此，之所以用蔗糖作为碳源，主要有以下两个方面的原因：同样作为碳源物质为植物细胞提供能量，蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。配制相同质量分数的培养基，蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖。因此，若用同样质量的葡萄糖作为碳源，容易使植物细胞脱水而生长不良。同时，植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗糖形成的渗透压可在相对长的时间内保持稳定；  植物组织培养过程中，要时刻注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长过程最常利用的碳源是葡萄糖，而很少能利用蔗糖。因此，采用蔗糖作为培养基的碳源，可在一定程度上减少微生物的污染。蔗糖虽然是二糖，但当蔗糖浓度较低时，蔗糖可以通过自由扩散的方式进入细胞，而且植物细胞内有蔗糖酶，可以水解蔗糖获得能量。

5在细胞脱分化和再分化过程中生长素和细胞分裂素分别起什么作用，它们是怎样协调的？

在细胞脱分化和再分化时，生长素的主要作用是诱导细胞分裂和根的分化；细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和诱导愈伤组织分化出不定芽。在组织培养过程中，两者的协调控制作用非常重要：当培养基中生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成（即有利于根的发生）；当细胞分裂素含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成（即有利于芽的发生）；当两者比例相当时，植物不分化。

6动物克隆时为什么要用MⅡ期的卵母细胞作受体？

在克隆动物时，一般用MⅡ期的卵母细胞作受体，主要有两方面的原因： 卵原细胞进行的是不均等分裂，这样形成的卵细胞体积大，营养丰富，能为早期的细胞分裂提供营养。MⅡ期卵母细胞的细胞质环境适宜。MⅡ期卵母细胞中成熟促进因子（MPF）活性高，能支持胚胎的全程发育。

7制备单克隆抗体，如何筛选出杂交瘤细胞？

用效应B细胞和骨髓瘤细胞制备单克隆抗体，诱导细胞融合后，在培养基上起码会有5种细胞（效应B细胞、骨髓瘤细胞、效应B细胞和效应B细胞的融合体、骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞的融合体、杂交瘤细胞）存在，怎样才能筛选出所需要的杂交瘤细胞？

目前普遍采用的HAT选择性培养液进行筛选。

HAT选择培养液是在普通的动物细胞培养液中加入次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶核苷酸（T）。其依据是细胞中的DNA合成有两条途径：一条途径是生物合成途径（D途径），即由氨基酸及其他小分子化合物合成核苷酸，为DNA分子的合成提供原料。在此合成过程中，叶酸作为重要的辅酶参与这一过程，而HAT培养液中氨基喋呤是一种叶酸的拮抗物，可以阻断DNA合成的D途径。另一条途径是应急途径或补救途径（S途径），它是利用次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核苷转移酶（HGPRT）和胸腺嘧啶核苷激酶（TK）催化次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷生成相应的核苷酸，两种酶缺一不可。在HAT培养液中，未融合的效应B细胞和两个效应B细胞的融合体的D途径被氨基喋呤阻断，虽S途径正常，但因其缺乏在体外培养液中增殖的能力，一般10d左右会自动死亡。对于骨髓瘤细胞以及自身融合细胞而言，由于通常选用的骨髓瘤细胞是次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核苷转移酶缺陷型（HGPRT）细胞，因此自身没有S途径，且D途径又被氨基喋呤阻断，所以在HAT培养液中也不能增殖而很快死亡。惟有骨髓瘤细胞与效应B细胞相互融合形成的杂交瘤细胞，既具有效应B细胞的S途径，又具有骨髓瘤细胞在体外培养液中长期增殖的特性，因此能在HAT培养液中选择性存活下来，并不断增殖。

8为什么受精的标志是观察到两个极体？

在必修二减数分裂和受精作用这节中介绍卵细胞的形成说到一个卵母细胞经过减数分裂会形成一个卵细胞和三个第二极体。但在选修三体内受精和早期胚胎发育中又提到当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。

那为什么受精的标志是观察到两个极体而不是三个极体？其实在绝大多数的哺乳动物中，只要次级卵母细胞才进行第二次分裂，第一极体是不分裂的。因此，哺乳动物发生受精的标志是观察到两个极体，一个第一极体和一个第二极体。

——岑东照.冯妙丹.对人教版高中“现代生物科技”教材中有关问题的解答.生物学教学.2011年第1期

过期的vc

为毛当时我没赶上买元老，现在要苦逼的回帖

野草叶

学习了，同坐酶，同尾酶，。。

vip

野草叶 发表于 2018-6-17 00:37
学习了，同坐酶，同尾酶，。。

同裂酶，不是同坐酶