Question

12．胰岛素是治疗糖尿病的重要药物．现利用基因工程技术让大肠杆菌生产人胰岛素，图为大肠杆菌质粒，请据图作答．
（1）获取目的基因时，应从人的cDNA文库（基因组/cDNA）中获取，这样做的原因为cDNA中无内含子序列，能够在大肠杆菌中表达正确蛋白质．获取后不能直接对目的基因酶切，因为cDNA中只有编码氨基酸的序列，直接酶切会导致基因结构改变，因此需要在目的基因两端添加BamHI和EcoRI的识别位点．
（2）利用PCR技术扩增人胰岛素基因时，可以利用基因组DNA或cDNA作为模板，假如模板DNA分子数均为a，使用两种模板分别进行PCR，在第n轮复制后，产物中只含目的基因的DNA分子数分别为a（2ⁿ-2n）、a2ⁿ．
（3）天然人胰岛素不耐储存，可使用蛋白质工程对蛋白质进行改造．蛋白质工程的基本途径为预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应脱氧核苷酸序列．
补充说明：HindIII、BamHI、EcoRI是限制酶切位点 tet^R、amp^R是抗生素抗性基因．

Answer 1

分析 采用PCR技术扩增DNA的过程为：变性、退火、延伸．根据PCR过程的特点绘制PCR过程示意图如图所示：

据图答题．

解答 解：（1）分析题意可知，受体细胞为大肠杆菌，由于大肠杆菌属于原核生物，原核生物基因中没有内含子，因此获取目的基因时，应从人的cDNA文库中获取，这样做能够在大肠杆菌中表达出正确的蛋白质．因为cDNA中只有编码氨基酸的序列，直接酶切会导致基因结构改变，因此获取后不能直接对目的基因酶切，在获取目的基因后，应在目的基因两端添加BamH I 和EcoR I限制酶的识别序列再进行酶切，就能保证把目的基因定向插入到质粒中，而且还能防止目的基因自身环化．
（2）由于DNA是半保留复制，故利用a个基因组DNA为模版进行PCR扩增时，在第n轮复制后，产物中只含目的基因的DNA分子数为a（2ⁿ-2n）个，若以cDNA作为模板，在第n轮复制后得到全是只含目的基因的DNA，有a2ⁿ个．
（3）天然人胰岛素不耐储存，可使用蛋白质工程对蛋白质进行改造．蛋白质工程的基本途径为：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→找到相应的脱氧核苷酸序列．
故答案为：
（1）cDNA      cDNA中无内含子序列，能够在大肠杆菌中表达正确蛋白质     cDNA中只有编码氨基酸的序列，直接酶切会导致基因结构改变      BamH I 和EcoR I的识别位点
（2）a（2ⁿ-2n）     a2ⁿ
（3）预期蛋白质功能      推测应有的氨基酸序列

点评 本题主要考查基因工程即蛋白质工程的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间内在联系的能力．