Question

19．胰島素A、B鏈分別表達(dá)法是生成胰島素的方法之一，圖1是該方法所用的基因表達(dá)載體，圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程（融合蛋白A、B分別表示β-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白），請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）圖1基因表達(dá)載體中沒(méi)有標(biāo)注出來(lái)的基本結(jié)構(gòu)是終止子．
（2）圖1中啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能啟動(dòng)目的基因的表達(dá)，氨芐青霉素抗性基因的作用是作為標(biāo)記基因，將含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)．
（3）構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)必需的工具酶有限制酶和DNA連接酶．
（4）β-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá)，可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點(diǎn)隱藏在內(nèi)部，其意義在于防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)蛋白酶降解．
（5）溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈，且β-半乳糖苷酸被切成多個(gè)肽段，這是因?yàn)棣?半乳糖苷酶中含有多個(gè)甲硫氨酸，而胰島素的A、B鏈中不含甲硫氨酸．
（6）根據(jù)圖2中胰島素的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)推測(cè)每個(gè)胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量，你得推測(cè)結(jié)果是至少2個(gè)，理由是兩條肽鏈的一端各有一個(gè)游離的氨基，氨基酸R基團(tuán)中可能還含有游離的氨基．

Answer 1

分析 基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）根據(jù)題意和圖示分析可知：圖1基因表達(dá)載體中已有目的基因、啟動(dòng)子和標(biāo)記基因，所以沒(méi)有標(biāo)注出來(lái)的基本結(jié)構(gòu)是終止子．
（2）圖1中啟動(dòng)子是RNA聚合酶酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能啟動(dòng)目的基因的表達(dá)即轉(zhuǎn)錄過(guò)程；氨芐青霉素抗性基因的作用是作為標(biāo)記基因，將含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)．
（3）構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程中，必須用相同的限制酶切割（含目的基因的外源DNA分子）和運(yùn)載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶將目的基因和運(yùn)載體連接形成重組DNA分子．
（4）β-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá)，可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點(diǎn)隱藏在內(nèi)部，這樣可以防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)蛋白酶降解．
（5）溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，由于β-半乳糖苷酶中含有多個(gè)甲硫氨酸，而胰島素的A、B鏈中不含甲硫氨酸，所以用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈，且β-半乳糖苷酸被切成多個(gè)肽段．
（6）由于一個(gè)肽鏈中至少有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基，在肽鏈內(nèi)部的R基中可能也有氨基和羧基，而胰島素含有A鏈和B鏈，所以每個(gè)胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量至少是2個(gè)．
故答案為：
（1）終止子
（2）RNA聚合酶   作為標(biāo)記基因，將含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)
（3）限制酶和DNA連接酶
（4）防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)蛋白酶降解
（5）β-半乳糖苷酶中含有多個(gè)甲硫氨酸，而胰島素的A、B鏈中不含甲硫氨酸
（6）至少2個(gè)   兩條肽鏈的一端各有一個(gè)游離的氨基，氨基酸R基團(tuán)中可能還含有游離的氨基

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的操作工具及具體的操作步驟，掌握各步驟中的相關(guān)細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．