Question

13．請(qǐng)利用所學(xué)知識(shí)回答基因工程方面的有關(guān)問題：
（1）基因工程所用的生物學(xué)原理為基因重組，其操作的核心步驟為基因表達(dá)載體的構(gòu)建，在操作的過程中沒有涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟為將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，獲取目的基因的來源有從自然界已有物種獲取和利用化學(xué)方法人工合成．
（2）利用PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似（如圖所示）．圖中引物A、B為單鏈 DNA 片段，它是目的基因子鏈合成延伸的基礎(chǔ)．
PCR過程除需要適宜的溫度、模板DNA、引物，還需要TaqDNA聚合酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）、4種游離的脫氧核苷酸等條件才能擴(kuò)增出大量DNA片段．
（3）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞時(shí)，采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后的表達(dá)過程中，RNA聚合酶需與啟動(dòng)子識(shí)別和結(jié)合，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程．最終目的基因是否成功表達(dá)，常用抗原-抗體雜交方法進(jìn)行檢測(cè)，若出現(xiàn)雜交帶，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品．
（4）蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其基本流程為預(yù)期蛋白質(zhì)功能、設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列、找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列．

Answer 1

分析 1、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．
2、有關(guān)PCR技術(shù)的相關(guān)知識(shí)：
（1）概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)．
（2）原理：DNA復(fù)制．
（3）前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對(duì)引物．
（4）過程：①高溫變性：DNA解旋過程；②低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開．

解答 解：（1）基因工程的原理為基因重組，其操作包括：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)和鑒定，其中的核心步驟為基因表達(dá)載體的構(gòu)建，將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的步驟沒有涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)；獲取目的基因的來源有從自然界已有物種獲取和利用化學(xué)方法人工合成．
（2）PCR過程除需要適宜的溫度、模板DNA、引物，還需要TaqDNA聚合酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）、4種游離的脫氧核苷酸等條件才能擴(kuò)增出大量DNA片段．
（3）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞時(shí)，采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后的表達(dá)過程中，RNA聚合酶需與啟動(dòng)子識(shí)別和結(jié)合，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程．最終目的基因是否成功表達(dá)，常用抗原-抗體雜交方法進(jìn)行檢測(cè)，若出現(xiàn)雜交帶，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品．
（4）蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其基本流程為預(yù)期蛋白質(zhì)功能、設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列、找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列．
故答案為：
（1）基因重組   基因表達(dá)載體的構(gòu)建   將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞   從自然界已有物種獲取    利用化學(xué)方法人工合成
（2）TaqDNA聚合酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）    4種游離的脫氧核苷酸
（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法     啟動(dòng)子    抗原-抗體雜交
（4）預(yù)期蛋白質(zhì)功能    設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)    推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基因工程和蛋白質(zhì)工程的有關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、工具及操作步驟，識(shí)記PCR技術(shù)的概念、原理、條件及具體過程等基礎(chǔ)知識(shí)，能與體內(nèi)DNA復(fù)制進(jìn)行比較，識(shí)記蛋白質(zhì)工程的流程．