题目内容
【题目】胰岛素是治疗1型糖尿病的特效药，人胰岛素在细胞内合成的部分过程如图1所示。目前，可利用基因工程方法生产药用人胰岛素，图2表示一种早期的技术路线，①~⑥表示过程。
【1】图1所示由前胰岛素原到胰岛素的加工过程涉及______。
A．氨基酸的数目改变 B．氨基酸的排序改变
C．肽链的空间结构改变 D．肽键的空间结构改变
【2】图2所示的基因工程中，目的基因为______，根据受体细胞可知该过程属于______基因工程。
【3】图2中，需用到限制酶的过程是______（填编号），表示重组质粒导入受体细胞的过程是______（填编号）。
【4】图2的过程④、⑤需用的培养基分别属于______。
A．选择培养基；固体培养基 B．通用培养基；固体培养基
C．选择培养基；液体培养基 D．通用培养基；液体培养基
【5】图2中，肽链A和B需经分离提纯才能用于合成胰岛素，以下关于分离提纯的步骤正确的是______。
A．破碎细胞 → 过滤 → 沉淀 → 层析提纯 → 干燥结晶
B．破碎细胞 → 过滤 → 层析提纯 → 沉淀 → 干燥结晶
C．破碎细胞 → 沉淀 → 过滤 → 干燥结晶 → 层析提纯
D．破碎细胞 → 过滤 → 干燥结晶 → 过滤 → 层析提纯
【6】如果用合适的酵母菌作为受体细胞生产胰岛素，可直接从转基因酵母菌中分离到胰岛素，而无需分别生产A、B两条肽链，请结合图1和已有知识分析原因：_______________________________________________________________________________。
【答案】
【1】AC
【2】 基因A和基因B 微生物
【3】 ① ③
【4】C
【5】A
【6】酵母菌是真核生物，有内质网、高尔基体等细胞器，可以对合成的蛋白质进行加工
【解析】
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：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。
【1】识图分析可知，图1中从最初的胰岛素原经过加工形成胰岛素后，剪切了部分肽链区段，因此改变了肽链的空间结构和氨基酸的数目。综上所述，A、C正确，B、D错误。故选AC。
【2】识图分析可知，图2中以控制胰岛素肽链A和肽链B合成的基因A和基因B为目的基因，即目的基因是胰岛素基因；目的基因与质粒重组后导入大肠杆菌，因此该受体细胞为原核生物，即属于微生物基因工程的应用。
【3】识图分析可知，图2中①过程表示用限制酶切割目的基因和质粒的过程，图②是目的基因与质粒的连接过程，需要DNA连接酶的作用，图2中③表示将基因表达载体导入受体细胞大肠杆菌的过程。
【4】识图分析可知，图2的过程④为筛选过程，需要将导入重组质粒的大肠杆菌筛选出来，因此需要选择培养基，过程⑤是将筛选出的大肠杆菌进行扩大培养的过程，因此需要液体培养基，便于大肠杆菌对营养物质的充分利用。综上所述，C正确，A、B、D错误。故选C。
【5】微生物发酵工程获得的蛋白质分离提纯过程：用物理方法破碎细胞→过滤获取滤液→改变pH使蛋白质沉淀→通过层析提纯蛋白质→通过干燥结晶获取蛋白质。根据以上分析可知，A正确，B、C、D错误。故选A。
【6】大肠杆菌属于原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器，无法对胰岛素进行加工，因此需要对胰岛素分别生产A、B两条肽链；与大肠杆菌相比，酵母菌属于真核生物，细胞内具有各种细胞器，有内质网、高尔基体等，可以对合成的蛋白质进行加工、运输和分泌的过程。因此直接可以合成具有生物活性的胰岛素。
本题以胰岛素的合成为背景考查基因工程的知识点，要求学生掌握基因工程的操作步骤，理解原核生物与真核生物结构组成的区别，能够正确识图分析判断图中发生的过程，结合基因工程的操作步骤解决问题；把握分泌蛋白的合成和加工过程，理解蛋白质的结构与功能的关系。
