Question

胰島素是治療糖尿病的常用藥物之一，現(xiàn)在一般都通過轉基因技術用微生物生產．下面是有關轉基因技術生產胰島素的相關內容，請根據(jù)所學知識回答各題．
如圖為一個作為載體的質粒，其中P段為啟動子之一，T段為終止子之一，tctR基因為四環(huán)素抗性基因，ampR基因為氨芐青霉素抗性基因，ori為復制原點．箭頭所示為兩種限制酶的酶切位點．
（1）獲取胰島素基因時除了從供體細胞中或基因文庫中直接獲取以外，還可以通過PCR擴增或者

 

，后者要求目的基因長度較

 

而且

 

．
（2）用如下質粒作為載體進行轉基因操作時同時使用EcoRI和BamI型兩種限制酶切割質粒和目的基因所在DNA的兩端，其目的是防止目的基因和質粒反向連接或出現(xiàn)

 

的現(xiàn)象．
（3）將胰島素基因和質粒通過

 

酶作用連接后，需要用

 

處理大腸桿菌才能導入大腸桿菌細胞中．
（4）經過導入的大腸桿菌進行初步培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中除了水分和大腸桿菌生長所必需的各種營養(yǎng)成分之外還需要加入一定量的

 

以保證獲得的菌株都是成功導入目的基因的．
（5）從細胞結構角度分析，最終獲得的轉基因大腸桿菌生產的胰島素是否與人體胰島素具有相同生物活性？

 

，原因是

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：在基因工程中，一般需要用同一種限制酶切割目的基因和質粒，而圖中的質粒上存在兩種限制酶的切割位點，并且切割位點均在四環(huán)素抗性基因．解答本題應著重圍繞這兩點有效信息．在第四小題中，蛋白酶能特異性水解蛋白質；分子雜交手段也是利用各物質分子結合的特異性；抑制成熟基因轉錄出的mRNA與催化成熟酶基因的mRNA堿基互補結合，也具有特異性；光合色素易溶于有機溶劑，并不是特異性溶解．

解答： 解：（1）獲取胰島素基因時除了從供體細胞中或基因文庫中直接獲取以外，還可以通過PCR擴增或者人工合成或者DNA合成儀合成．后者要求目的基因長度較短而且堿基對序列已知．
（2）用如下質粒作為載體進行轉基因操作時同時使用EcoRI和BamI型兩種限制酶切割質粒和目的基因所在DNA的兩端，其目的是防止目的基因和質粒反向連接或出現(xiàn)自身成環(huán)的現(xiàn)象
（3）將胰島素基因和質粒通過DNA連接酶作用連接后，需要用鈣離子處理大腸桿菌才能導入大腸桿菌細胞中．
（4）經過導入的大腸桿菌進行初步培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中除了水分和大腸桿菌生長所必需的各種營養(yǎng)成分之外還需要加入一定量的氨芐青霉素，以保證獲得的菌株都是成功導入目的基因的．
（5）從細胞結構角度分析，因為大腸桿菌沒有內質網(wǎng)和高爾基體，不能對胰島素的空間結構進行加工，所以最終獲得的轉基因大腸桿菌生產的胰島素與人體胰島素的生物活性不相同．
故答案為：
（1）人工合成   短   堿基對序列已知
（2）自身成環(huán)
（3）DNA連接    鈣離子（或者氯化鈣溶液）
（4）氨芐青霉素
（5）否   因為大腸桿菌沒有內質網(wǎng)和高爾基體，不能對胰島素的空間結構進行加工

點評：本題考查基因工程的相關知識，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或的能力．學生基因工程工具原理的應用理解不到位，特別是2種工具酶與獲取目的基因和表達載體之間的聯(lián)系與拓展．