Question

2．凝乳酶是奶酪生產(chǎn)中的關(guān)鍵性酶．研究人員運(yùn)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)．下圖是基因工程中獲取目的基因和構(gòu)建重組質(zhì)粒過(guò)程，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
①科學(xué)家已經(jīng)測(cè)出該酶的氨基酸序列，因此可以通過(guò)化學(xué)合成方法來(lái)獲取目的基因．獲得目的基因后，常利用PCR技術(shù)在體外將其大量擴(kuò)增．
（1）分析上圖可知，構(gòu)建重組DNA分子（如圖所示）最好選用BamHI和PstI限制酶，理由是提高重組DNA分子的比例（防止自身的黏性末端連接和防止目的基因與載體反向連接）．
（2）工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，最初多采用重組大腸桿菌或芽孢桿菌生產(chǎn)凝乳酶，將目的基因?qū)�入大腸桿菌或芽孢桿菌前所做的處理方法是Ca²⁺處理細(xì)胞，使之轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞．現(xiàn)在生產(chǎn)凝乳酶多采用重組毛霉或重組的酵母菌，毛霉或酵母菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)是含有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾．
（3）研究發(fā)現(xiàn)，如果將該凝乳酶20位和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)的實(shí)質(zhì)是基因工程的延伸（或在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程）．
（4）轉(zhuǎn)基因技術(shù)和細(xì)胞工程在動(dòng)植物都有廣泛應(yīng)用，但是，胚胎工程只是指對(duì)動(dòng)物的配子或早期胚胎所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)．

Answer 1

分析 基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(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由于已經(jīng)測(cè)出該酶的氨基酸序列，故可推測(cè)出相應(yīng)的RNA和DNA的序列，因此可以通過(guò) 化學(xué)合成方法來(lái)獲取目的基因．獲得目的基因后，常利用 PCR技術(shù)在體外將其大量擴(kuò)增．
（1）由圖示可知，質(zhì)粒和外源DNA中共同含有且不會(huì)破壞目的基因的限制酶是BamHI和PstI，因此構(gòu)建重組DNA分子最好選用BamHI和PstI限制酶，這樣可以防止自身的黏性末端連接，防止目的基因與載體反向連接．
（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)化為感受態(tài)細(xì)胞，毛霉較重組大腸桿菌或芽孢桿菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)是毛霉為真核微生物，含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可對(duì)蛋白進(jìn)行加工和修飾．
（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．最后就是將改造后的目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，從而轉(zhuǎn)錄翻譯得出目的蛋白．
（4）胚胎工程只是指對(duì)動(dòng)物的配子或早期胚胎所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)．
故答案為：
①化學(xué)合成     PCR
（1）BamHI和PstI     提高重組DNA分子的比例（防止自身的黏性末端連接和防止目的基因與載體反向連接）
（2）Ca²⁺處理細(xì)胞，使之轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞     含有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾
（3）蛋白質(zhì)工程       基因工程的延伸（或在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程）
（4）配子或早期胚胎

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．