题目内容
【题目】糖尿病已经成为危害人类健康的严重疾病之一,注射胰岛素是目前治疗糖尿病最为有效的途径和手段,如何生产优质而不昂贵的人胰岛素,是当下医疗界和制药界急需攻克的科学难题。如图为利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请回答:
(1)在基因表达载体中,____的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位,并驱动基因转录出mRNA。
(2)图中细胞1是____细胞。过程②必需的酶是____。过程③④⑤为____技术扩增目的基因,此过程必需的酶是________。过程③断开的化学键名称为____,在体外进行PCR操作时,实现该过程的处理方法是____。能否利用人的皮肤细胞来完成过程①为什么?___________________。
(3)图中B的基本组成单位有____种;为便于重组DNA的鉴定和选择,图中C的组成必须有____;将体外重组DNA导入大肠杆菌体内,并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。为使过程⑧更易进行,可用____处理大肠杆菌,目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态(或使大肠杆菌处于感受态细胞状态)。由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率低,所以在转化后通常需要进行____操作。
(4)若过程⑨发生了变异,则此变异为____。过程⑩得到的人胰岛素需要体外加工才具有生物活性,原因是大肠杆菌___________________。
(5)目的基因在受体细胞中是否能转录出mRNA,可用____技术来检测。
【答案】 启动子 胰岛B 逆转录酶 PCR Taq酶(或热稳定DNA聚合酶) 氢键 加热变性 不能,皮肤细胞中的胰岛素基因未表达,不能形成胰岛素mRNA 4 标记基因 Ca2+(CaCl2) 筛选 基因突变 没有内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工 分子杂交
【解析】试题分析:据图分析,图中①表示从胰岛B细胞中获取胰岛素mRNA的过程;②为逆转录过程,A为胰岛素基因;③④⑤表示目的基因的扩增过程;⑥表示用限制酶切割运载体形成黏性末端的过程;⑦表示基因表达载体的构建过程;⑧表示将目的基因导入受体细胞的过程;⑨表示目的基因随着受体细胞的增殖和扩增;⑩是从培养液中获取胰岛素的过程。
(1)基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。
(2)图中细胞1产生了胰岛素mRNA,为胰岛B细胞;②为逆转录过程,需要逆转录酶的催化;③④⑤表示利用PCR技术扩增目的基因的过程,需要Taq酶(或热稳定DNA聚合酶)的参与,其中过程③表示解旋,断开的化学键为氢键,该过程的处理方法是加热变性。皮肤细胞中的胰岛素基因未表达,不能形成胰岛素mRNA,因此不能利用人的皮肤细胞来完成过程①。
(3)图中B表示质粒,化学本质是DNA,是由4种脱氧核苷酸组成的;C是重组质粒,其含有的标记基因,可以用于重组DNA的鉴定和选择;过程⑧表示将目的基因导入受体细胞的过程,一般要用钙离子处理大肠杆菌,或使大肠杆菌处于感受态细胞状态,便于重组质粒的导入;由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率低,所以在转化后通常需要进行筛选操作。
(4)过程⑨表示目的基因在原核生物体内扩增的过程,只能发生基因突变;由于大肠杆菌是原核生物,没有内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工,因此过程⑩得到的人胰岛素需要体外加工才具有生物活性。
(5)目的基因在受体细胞中转录形成mRNA,可用分子杂交技术来检测。
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