Question

【题目】人胰岛素基因中含有内含子，而大肠杆菌基因中没有，而且大肠杆菌没有人细胞所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。回答下列问题：

（1）选用大肠杆菌作为受体细胞是因为其具有___________（答出两点即可）等优点。

（2）某同学从人的基因组文库中获得了胰岛素基因，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到胰岛素，其原因是_______，解决该问题的方法是_____。

（3）20世纪90年代末，科学家们研制出了胰岛素类似物，如甘精胰岛素将人胰岛素A链第21位天冬酰胺换成甘氨酸，B链的链尾加了两个精氨酸，从而使胰岛素具有结构更稳定、作用持续时间长、模拟生理性人胰岛素分泌模式等优点。

①从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的____________进行改造。

②以人胰岛素基因序列为基础，获得甘精胰岛素基因的途径有修饰________基因或合成______基因。

③通过这种技术获得的甘精胰岛素后还需要对其生物____________进行鉴定。

Answer 1

【答案】繁殖快、容易培养、代谢旺盛 胰岛素基因有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出胰岛素 从cDNA文库中获得了胰岛素基因 ①氨基酸序列（或结构） ②人胰岛素基因 甘精胰岛素基因 ③功能

【解析】

1、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：

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。

个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

2、真核生物的基因编码区是不连续的，含有内含子和外显子，内含子和外显子都会转录产生相应的RNA，但内含子转录来的RNA被切除产生的RNA为mRNA，之后翻译产生相应的蛋白质。原核生物的基因编码区是连续的，不含有内含子和外显子，编码区直接转录产生相应的RNA，之后翻译产生相应的蛋白质。

3、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质的步骤是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA）。

（1）原核生物作为基因工程中的受体细胞的原因是繁殖快、容易培养、代谢旺盛、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌。

（2）真核生物的基因编码区是不连续的，含有内含子和外显子，内含子和外显子都会转录产生相应的RNA，但内含子转录来的R NA被切除产生的RNA为mRNA，之后翻译产生相应的蛋白质。原核生物的基因编码区是连续的，不含有内含子和外显子，编码区直接转录产生相应的RNA，之后翻译产生相应的蛋白质。因此从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A。解决该问题的方法是从cDNA文库中获得了胰岛素基因。

（3）蛋白质工程是指根据要改变蛋白质的功能，对蛋白质的结构进行改造。以人胰岛素基因序列为基础，获得甘精胰岛素基因可以通过修饰人胰岛素基因基因或重新合成甘精胰岛素基因。通过这种技术获得的甘精胰岛素后还需要对其生物功能进行鉴定。