Question

19．阅读下面关于“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素．所用的人胰岛素基因是根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成．将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素．并且在胰岛素-COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解．
（1）根据上述专利摘要，本发明中所用的人胰岛素基因是采用人工合成的方法获得，获得的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同．（填“相同”或“不同”）
（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上．构建的基因表达载体中应含有下列哪些结构③④⑤⑥⑧⑩．（多选，填编号）
①终止密码子 ②内含子滞留序列 ③CaMV35S启动子 ④果实专一性启动子2A12  ⑤标记基因 
⑥终止子     ⑦引物         ⑧复制原点       ⑨内质网滞留序列       ⑩目的基因
（3）通过农杆菌介导的方法将人胰岛素基因转入番茄中的具体操作是：用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞．通过农杆菌的1作用，就可以使目的基因进入番茄植株细胞，并将其插入到番茄植株细胞中染色体的DNA上．
（4）请从人体相关生理分析，吃这种转基因番茄能否治疗人类的Ⅰ型糖尿病？（填“能”或“不能”）．原因是：不能 胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用．

Answer 1

分析 基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答 解：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因．由于该方法是mRNA反转录形成的，没有非编码序列，所以形成的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同．
（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上．基因表达载体包括启动子（CaMV35S启动子③和果实专一性启动子2A12④）、目的基因⑩、标记基因⑤和终止子⑥、复制原点⑧．
（3）在农杆菌转化法中，用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，从而将目的基因进入番茄植株细胞．
（4）由于胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，所以口服转基因番茄不能起到治疗的作用．
故答案为：
（1）人工合成 不同
（2）农杆菌的Ti质粒       ③④⑤⑥⑧⑩
（3）酚类化合物
（4）不能  胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用

点评 本题以“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要为题材，考查基因工程和植物细胞工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，识记植物组织培养的原理及应用，能结合题中信息准确答题．