Question

5．下面是一項“利用轉(zhuǎn)基因番茄生產(chǎn)人胰島素的方法”的專利摘要，請回答：
本發(fā)明利用轉(zhuǎn)基因番茄作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)人胰島素．所用的人胰島素基因是依據(jù)植物“偏愛”的密碼子來設(shè)計所含的密碼子，通過人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰島素-COOH端加上KDEL內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留序列，避免胰島素在植物細胞中的降解．將該基因置于CaMV 35S啟動子和果實專一性啟動子2A12的驅(qū)動之下通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法轉(zhuǎn)入番茄中，在番茄的果實中表達人胰島素．
（1）本專利是采用人工合成方法獲得目的基因的．獲得的人胰島素基因與人體細胞中胰島素基因的堿基序列不同，但兩者所編碼的蛋白質(zhì)中氨基酸序列相同，原因密碼子具有簡并性，基因序列不同，蛋白質(zhì)可以相同．要想在體外獲得大量該目的基因的片段，可以采用PCR技術(shù)．該技術(shù)中使用的關(guān)鍵酶是熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）；原料四種游離的脫氧核苷酸．
（2）根據(jù)上述摘要，轉(zhuǎn)基因操作時所用的載體是農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，載體上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．
構(gòu)建的基因表達載體中含有①②③⑤⑧（從下列選項中選擇）．
①目的基因   ②CaMV 35S啟動子    ③果實專一性啟動子2A12    ④引物
⑤標記基因     ⑥內(nèi)含子滯留序列      ⑦終止密碼子        ⑧終止子
（3）如果要檢測在受體細胞中是否存在目的基因可采用DNA分子雜交技術(shù)．該技術(shù)中使用的基因探針也可以用來檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA．還可以從個體生物學水平進行鑒定．

Answer 1

分析 基因工程技術(shù)的基本步驟：
1、目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成．
2、基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
3、將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
4、目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息“所用的人胰島素基因是依據(jù)植物偏愛的密碼子來設(shè)計所含的密碼子，通過某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本專利是采用人工合成方法獲得目的基因．由于密碼子具有簡并性，即使基因序列不同，但其控制合成的蛋白質(zhì)可以相同，因此獲得的人胰島素基因與人體細胞中胰島素基因的堿基序列不同，但兩者所編碼的蛋白質(zhì)中氨基酸序列相同．PCR技術(shù)可以在體外大量擴增目的基因片段；PCR技術(shù)是在較高溫度環(huán)境中進行的，因此該技術(shù)中使用的關(guān)鍵酶是熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）；PCR是體外擴增DNA分子的技術(shù)，因此其原料是四種游離的脫氧核苷酸．
（2）根據(jù)題干信息“通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法”可知，轉(zhuǎn)基因操作時所用的載體是農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，載體上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．基因表達載體包括啟動子（CaMV 35S啟動子和果實專一性啟動子2A12）、目的基因、標記基因和終止子．
（3）要檢測在受體細胞中是否存在目的基因，可采用DNA分子雜交技術(shù)；該技術(shù)中使用的基因探針也可以用來檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA；還可以從個體水平上進行鑒定．
故答案為：
（1）人工合成     密碼子具有簡并性，基因序列不同，蛋白質(zhì)可以相同    PCR   熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）  四種游離的脫氧核苷酸
（2）農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒   T-DNA     ①②③⑤⑧
（3）DNA分子雜交   目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA   個體

點評 本題以“利用轉(zhuǎn)基因番茄生產(chǎn)人胰島素的方法”的專利摘要為題材，考查基因工程和植物細胞工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，識記植物組織培養(yǎng)的原理及應(yīng)用，能結(jié)合題中信息準確答題．