题目内容

16．阅读如下资料：
资料甲：图为科学家利用崂山奶山羊乳腺生物反应器生产某种蛋白质的流程图

资料乙：“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”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．
资料丙：胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一．下图是该方法所用的基因表达载体．

（1）资料甲利用了蛋白质工程技术，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过对基因修饰或基因合成，对基因进行改造，或制造一种蛋白质工程的技术．图中A表示推测应有氨基酸序列．
（2）资料乙中本专利利用了基因工程，可以利用PCR技术扩增目的基因，需要的原料有引物、DNA模板、原料和热稳定DNA聚合酶．通过农杆菌介导的方法将人胰岛素基因转入番茄的具体操作是：将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，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．通过农杆菌的转化作用，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．
（3）图丙中基因表达载体中没有标注出来的基本结构是终止子．启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达．氨苄青霉素抗性基因的作用是筛选含有目的基因的受体细胞．构建基因表达载体时必需的工具酶有限制酶和DNA连接酶．

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：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．

解答 解：（1）蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术．蛋白质工程的基本过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），因此，图中A表示推测应有氨基酸序列．
（2）PCR技术的条件有：引物、DNA模板、原料（四种脱氧核苷酸）和热稳定DNA聚合酶．通过农杆菌介导的方法将人胰岛素基因转入番茄的具体操作是：将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，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．通过农杆菌的转化作用，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．
（3）基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因、复制原点等，因此图丙中基因表达载体中没有标注出来的基本结构是终止子．启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达．抗性基因作为标记基因，其作用是筛选含有目的基因的受体细胞．构建基因表达载体时必需的工具酶有限制酶和DNA连接酶，即首先要用限制酶切割外源DNA分子和运载体，其次要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA分子．
故答案为：
（1）基因        蛋白质       推测应有的氨基酸序列      
（2）原料      热稳定DNA聚合酶       T-DNA     酚类化合物      转化   
（3）终止子         RNA聚合          筛选含有目的基因的受体细胞        限制酶和DNA连接酶

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理、操作工具及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题．

练习册系列答案
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