Question

20．内皮素（ET）是一种含21个氨基酸的多肽，具有强烈的血管收缩和促进平滑肌细胞增殖等作用，其功能异常与高血压、糖尿病、癌症等有着密切联系．ET主要通过与靶细胞膜上的ET受体结合而发挥生物学效应．ET_A是ET的主要受体，科研人员试图通过构建表达载体，实现ET_A基因在细胞中高效表达，为后期ET_A的体外研究以及拮抗剂的筛选、活性评价等奠定基础．其过程如图所示，图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因，限制酶ApaⅠ的识别序列为C CCGGG，限制酶XhoⅠ的识别序列为C TCGAG．请分析回答：

（1）过程①需要的酶是逆转录酶，过程③中限制酶XhoⅠ切割DNA，使磷酸二酯键断开．与只使用一种酶XhoⅠ相比，使用题干中两种酶同时处理质粒和外源DNA的优点在于可以防止含目的基因的外源DNA片段和质粒的自身环化和随意连接．
（2）基因工程的核心是基因表达载体的构建，其中氨苄青霉素抗性基因的作用是将含有目的基因的细胞筛选出来．
（3）过程⑥中，若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒的能力较弱．
（4）利用SNAP基因与ET_A基因结合构成融合基因，目的是检测ET_A基因能否表达及其表达量．
（5）人的皮肤黑色素细胞上有内皮素的特异性受体，内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后，会刺激黑色素细胞的分化、增殖并激活酪氨酸酶的活性，从而使黑色素急剧增加．利用注射ET_A达到美白祛斑的效果，试解释原因ET_A能与内皮素结合，减少内皮素和黑色素细胞膜受体结合，抑制了黑色素的形成．

Answer 1

分析 分析题图：1、2、3过程表示反转录法获得目的基因的过程，4表示基因表达载体的构建过程，5表示利用限制酶切割质粒的过程，6表示将重组质粒导入受体细胞的过程，7表示目的基因的检测，以此分析答题．

解答 解：（1）图中①是逆转录过程，需要逆转录酶的催化；限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定脱氧核苷酸之间切断磷酸二酯键；与只使用XhoI相比较，使用XhoI和ApaI两种限制酶同时处理质粒和外源DNA的优点在于可以防止（含目的基因的外源DNA片段和质粒）自身环化．
（2）基因工程的核心是基因表达载体的构建；氨苄青霉素抗性基因属于标记基因，其作用是将含目的基因的细胞筛选出来（或重组DNA的鉴定和选作）．
（3）过程⑥中，若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱．
（4）利用SNAP基因与ET_A基因结合构成融合基因，可以检测ET_A基因能否表达及表达量．
（5）ET_A能与内皮素结合，减少了内皮素与黑色素细胞膜上内皮素受体的结合，抑制了内皮素对黑色素细胞的增值和黑色素的形成，从而达到美容的目的．
故答案为：
（1）逆转录酶  磷酸二酯    含目的基因的外源DNA片段和质粒的自身环化和随意连接
（2）基因表达载体的构建   将含有目的基因的细胞筛选出来
（3）未处理的大肠杆菌吸收质粒的能力较弱
（4）检测ET_A基因能否表达及其表达量
（5）ET_A能与内皮素结合，减少内皮素和黑色素细胞膜受体结合，抑制了黑色素的形成

点评 本题结合流程图，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，能结合图中信息准确答题．