Question

【题目】凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中并使之表达。下图是基因工程中获取目的基因和构建重组质粒过程，请回答有关问题：

①科学家己经测出该酶的氨基酸序列，因此可以通过__________方法来获取目的基因，获得目的基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增；②分析上图可知，构建重组DNA分子（如图所示）最好选用__________限制酶，理由是____________________。

（2）工业化生产过程中，最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶，将目的基因导入大肠杆菌或芽孢杆菌前所做的处理方法是___________________。现在生产凝乳酶多采用重组毛霉或重组的酵母菌，毛霉或酵母菌作为受体细胞的优势是____________________。

（3）研究发现，如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2倍，科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是___________。该生物工程技术的实质是__________。

（4）转基因技术和细胞工程在动植物都有广泛应用，但是，胚胎工程只是指对动物的__________所进行的多种显微操作和处理技术。

（5）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理_________（至少答二项）。

Answer 1

【答案】 化学合成 BamHⅠ和PstⅠ 提高重组DNA分子的比例（防止自身的黏性末端连接和防止目的基因与载体反向连接） Ca2+处理细胞，使之转化为感受态细胞 含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰 蛋白质工程 基因工程的延伸（或在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程） 配子或早期胚胎 系统学和工程学原理 物种多样性原理

【解析】试题分析：据图分析可知，质粒和外源DNA中共同含有且不会破坏目的基因的限制酶是BamHI和PstI，因此构建重组DNA分子最好选用BamHⅠ和PstⅠ限制酶，这样可以防止自身的黏性末端连接，防止目的基因与载体反向连接。

（1）由于已经测出该酶的氨基酸序列，故可推测出相应的RNA和DNA的序列，因此可以通过化学合成方法来获取目的基因；根据以上分析已知，构建重组DNA分子最好选用BamHⅠ和PstⅠ限制酶，这样可以提高重组DNA分子的比例（防止自身的黏性末端连接和防止目的基因与载体反向连接）。

（2）若受体细胞是大肠杆菌或芽孢杆菌等微生物细胞，将目的基因导入前常用Ca2+处理细胞，使之转化为感受态细胞；毛霉或酵母菌为真核微生物，含有内质网和高尔基体，可对蛋白进行加工和修饰，因此重组毛霉或酵母菌较重组大肠杆菌或芽孢杆菌更具优势。

（3）蛋白质工程是指通过分析想要的蛋白质的功能，预测蛋白质应有的结构，然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序，最后将改造后的目的基因导入受体细胞，从而转录翻译得出目的蛋白。因此，科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是蛋白质工程，该生物工程技术对蛋白质结构的设计和改造，必须通过基因来完成，其实质是基因工程的延伸。

（4）胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术。

（5）生态工程遵循的基本原理有系统学和工程学原理、物种多样性原理等。