Question

【題目】某研究所根據(jù)植物“偏愛”的密碼子設(shè)計，通過人工合成若干DNA片段，將其拼接成為人胰島素基因，并將該基因置于CaMV35S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)人番茄中，在番茄的果實中表達人胰島素。并且在胰島素一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�；卮鹣铝袉栴}：

（1）該科研所使用的人胰島素基因是采用______________的方法獲得。要想在體外獲得大量該目的基因的片段，可以采用____________技術(shù)。該技術(shù)中使用的關(guān)鍵酶是________________________ 。

（2）根據(jù)上述描述，轉(zhuǎn)基因操作時所用的載體是_____________________，載體上的________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應(yīng)含有的結(jié)構(gòu)有CaMV35S啟動子、終止子、復(fù)制原點、果實專一性啟動子、____________________________________。

（3）如果要檢測在受體細胞中是否存在目的基因可采用___________________技術(shù)。該技術(shù)中使用的基因探針也可以用來檢測________________________ 。

（4）吃這種轉(zhuǎn)基因番茄不能治療人類的I型糖尿病（由體內(nèi)胰島素分泌不足引起），從人體相關(guān)生理分析原因可能是_____________________________________________。

Answer 1

【答案】 人工合成 PCR 熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶） 農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒 T-DNA 標記基因、目的基因 DNA分子雜交 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 胰島素是蛋白質(zhì)，易被消化道內(nèi)蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治療的作用

【解析】試題分析：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。

（1）根據(jù)題干信息“某研究所根據(jù)植物“偏愛”的密碼子設(shè)計，通過人工合成若干DNA片段，將其拼接成為人胰島素基因”可知，上述基因工程操作是采用人工合成方法獲得目的基因的。PCR技術(shù)可在體外大量擴增目的基因；由于PCR技術(shù)在較高的溫度下進行，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）。

（2）根據(jù)題干信息可知，該過程中采用了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其原理是農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點，如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因整合到植物細胞中染色體的DNA上�；�因表達載體包括啟動子、目的基因、標記基因和終止子。

（3）檢測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。

（4）胰島素是蛋白質(zhì)，易被消化道內(nèi)蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治療的作用，所以吃這種轉(zhuǎn)基因番茄不能治療人類的I型糖尿�。ㄓ审w內(nèi)胰島素分泌不足引起）。