拓展什么是大肠杆菌DH5菌株斑马鱼是一

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问题的提出

年6月高考试题中，选修3测试是一道斑马鱼模式动物为情景的试题。内容涵盖体外受精、胚胎发育、基因工程、环境水质监测、药物毒性与安全性评价等。

问题：什么是大肠杆菌DH5α菌株？斑马鱼是一种怎么样的模式动物？什么是克隆载体？什么是表达载体？

典型试题解析

的形态

试题：（年6月浙江选考试题）斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测、基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。

（1）由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排人河流、湖泊会引起水体，导致藻类大量繁殖形成水华。取水喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。

（2）为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用DNA连接酶将该基因连接到质粒载体形成，导入到大肠杆菌菌株DH5α中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的DH5α阳性细胞克隆，质粒载体应含有（答出2点即可）。提取质粒后，采用法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。

（3）为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散细胞作为初始材料进行培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。

答案：

（1）富营养化

（2）重组DNA分子；限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因；显微注射

（3）胰蛋白酶；原代；饲养层细胞

解析：

（1）未经处理的污水中含有大量磷元素，排入河流、湖泊会引起水体的富营养化。

（2）重组DNA是将目的基因（外源DNA分子）用DNA连接酶在体外连接到适当的载体（如质粒）上，形成重组DNA分子；质粒载体应含有限制性核酸内切酶的识别序列，以便目的基因能成功插入到质粒载体上，质粒载体还应含有标记基因如抗生素抗性基因，以便检验目的基因是否导入；将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法。

（3）胰蛋白酶可以消化细胞间蛋白质等物质，从而使细胞分散；原代培养是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养，因此取分散细胞作为初始材料进行培养属于原代培养；干细胞培养时，饲养层细胞可作为提供干细胞生长的同时抑制细胞分化。因此培养瓶中添加的成纤维细胞是作为饲养层细胞，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。

大肠杆菌菌株DH5α

大肠杆菌DH5α菌株是一种能够摄入外源DNA的受体菌。普通的大肠杆菌细胞内有一种“免疫”机制，即当外源DNA侵入时，会产生诸如限制性内切酶类的物质，将外源的DNA剪切掉，而其自身DNA因被修饰（如甲基化）所以不被限制酶识别，不会被剪切。这样的菌是不能直接用于基因工程的，往往会当目的基因导入进去还来不及复制就被剪切掉。

DH5α菌株是一种经诱变的菌株，其基本特性是：Rˉ、Mˉ、AMPˉ。Mˉ是指DH5α菌株缺乏DNA修饰，即其自身DNA不会被修饰。Rˉ是指其缺乏“免疫”机制，不会对导入的外源DNA切割。AMPˉ是指其对氨苄青霉素敏感。

大肠杆菌dh5α感受态细胞用于克隆的，构建质粒，建库，保藏质粒。DH5α的感受态是指细胞经过一些特殊方法（电击法、CaCl2法等）处理后，细胞膜的通透性发生了暂时性的改变，成为能允许外源DNA分子进入的细胞，即感受态细胞。另外，大肠杆菌bl21感受态细胞是专门用来表达蛋白的，如果用于保存质粒，质粒会很不稳定。（主要参考百度文库）

斑马鱼模式动物

斑马鱼与人类基因同源性高达85%，其信号传导通路与人类基本近似，生物结构和生理功能与哺乳动物高度相似，具有个体小、发育周期短、实验周期短、费用低、体外受精、透明、单次产卵数较高以及实验用药量小等优点，作为模式生物的优势很突出。

斑马鱼

目前，斑马鱼已经广泛应用于发育生物学研究、人类疾病模型研究、新药筛选、药物毒性与安全性评价以及环境毒理学研究等领域。美国国家卫生研究院（NIH）将斑马鱼列为继大鼠和小鼠之后的第三大脊椎类模式生物。

传统药物临床前研究模式主要包括两个环节：体外实验和体内实验。体外实验（包括细胞实验、生化实验、微生物实验等）具有快速高效的优点，但是体外实验的结果与人体实验结果的可比性差。

常规的哺乳类动物实验——包括老鼠、兔、犬、猪及猴子等——可提供可比度较高的筛选评估结果，但实验周期较长、成本高、审批程序复杂，严重影响药物研发的进度。斑马鱼模型既具有体外实验快速、高效、费用低等优势，又具有哺乳类动物实验预测性强、可比度高等优点，可以有效弥补体外实验和哺乳类动物实验之间的巨大生物学断层，完善现有药物研发体系。

斑马鱼模型既可以像体外实验那样对作用靶点明确的候选化合物进行靶向筛选和药效学评价，进行单个或多个作用靶点的筛选和验证，也可以像哺乳动物一样对靶点不明或致病机理复杂疾病的治疗药物进行基于药效学的筛选和评价，能够提高药物早期药效学评价的灵敏性和可靠性，有助于在药物研发早期淘汰那些体内药效学评价结果不佳的候选化合物。

同时，斑马鱼模型能够早期发现化合物毒性、早期鉴别化合物毒性靶器官，从而做到“早期评价，早期淘汰”。将斑马鱼模型鱼体外实验和哺乳动物实验相结合，可以从整体上缩短药物临床前早期研发的实验周期，降低实验成本，提高实验预测的准确性，进而提高药物研发效率，降低药物研发风险。（摘自杭州环特生物科技有限公司网站）