Question

15．凝乳酶是奶酪生產(chǎn)中的關(guān)鍵性酶，研究人員利用基因工程技術(shù)，將編碼該酶的基因轉(zhuǎn)移到了微生物細(xì)胞中并使之表達(dá)．如圖表示EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三種限制酶在質(zhì)粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位點(diǎn)．回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)圖中EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三種限制酶的切割位點(diǎn)分析，該工程中最不適宜用來(lái)切割外源DNA獲取目的基因的限制酶是EcoRⅠ，原因是EcoRⅠ會(huì)破壞外源DNA中的目的基因．將切割后的質(zhì)粒和目的基因連接起來(lái)需要DNA連接酶酶．構(gòu)建好的重組質(zhì)粒在目的基因前要加上特殊的啟動(dòng)子，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位．
（2）工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，若采用重組大腸桿菌生產(chǎn)凝乳酶，該過(guò)程中將目的基因?qū)�人大腸桿菌前，常常用Ca²⁺處理細(xì)胞，使之處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞．
（3）研究發(fā)現(xiàn)，如果將該凝乳酶第20位和第24位氨基酸改變?yōu)榘腚装彼幔�其催化能力將提�?倍．科學(xué)家可以生產(chǎn)上述高效凝乳酶的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是蛋白質(zhì)工程．該生物工程技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改造，必須通過(guò)基因來(lái)完成，原因是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由基因決定．

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：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）由于EcoRⅠ會(huì)破壞外源DNA中的目的基因，因此該工程中最不適宜用來(lái)切割外源DNA獲取目的基因的限制酶是 EcoRⅠ；將切割后的目的基因和運(yùn)載體連接起來(lái)需要DNA連接酶；啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程．
（2）受體細(xì)胞是微生物，將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，常用Ca²⁺處理細(xì)胞，使之轉(zhuǎn)化為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞．
（3）考查蛋白質(zhì)工程改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的步驟．通過(guò)分析想要的蛋白質(zhì)的功能，預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)逆向推測(cè)控制該蛋白質(zhì)合成的基因的堿基組成及排列順序．由于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由基因決定的，因此蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改造，必須通過(guò)基因來(lái)完成．
故答案為：
（1）EcoRⅠEcoRⅠ會(huì)破壞外源DNA中的目的基因      DNA連接酶      RNA聚合酶
（2）Ca²⁺     吸收周圍環(huán)境中DNA分子
（3）蛋白質(zhì)工程       蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由基因決定

點(diǎn)評(píng) 本題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)合題干信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．