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(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)用微生物生產(chǎn)．下面是有關(guān)轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)胰島素的相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答各題．
如圖為一個(gè)作為載體的質(zhì)粒，其中P段為啟動(dòng)子之一，T段為終止子之一，tctR基因?yàn)樗沫h(huán)素抗性基因，ampR基因?yàn)榘逼S青霉素抗性基因，ori為復(fù)制原點(diǎn)．箭頭所示為兩種限制酶的酶切位點(diǎn)．
（1）獲取胰島素基因時(shí)除了從供體細(xì)胞中或基因文庫(kù)中直接獲取以外，還可以通過(guò)PCR擴(kuò)增或者

 

，后者要求目的基因長(zhǎng)度較

 

而且

 

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

 

的現(xiàn)象．
（3）將胰島素基因和質(zhì)粒通過(guò)

 

酶作用連接后，需要用

 

處理大腸桿菌才能導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中．
（4）經(jīng)過(guò)導(dǎo)入的大腸桿菌進(jìn)行初步培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中除了水分和大腸桿菌生長(zhǎng)所必需的各種營(yíng)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(dǎo)入目的基因的．
（5）從細(xì)胞結(jié)構(gòu)角度分析，最終獲得的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌生產(chǎn)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(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

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(zhì)粒，而圖中的質(zhì)粒上存在兩種限制酶的切割位點(diǎn)，并且切割位點(diǎn)均在四環(huán)素抗性基因．解答本題應(yīng)著重圍繞這兩點(diǎn)有效信息．在第四小題中，蛋白酶能特異性水解蛋白質(zhì)；分子雜交手段也是利用各物質(zhì)分子結(jié)合的特異性；抑制成熟基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA與催化成熟酶基因的mRNA堿基互補(bǔ)結(jié)合，也具有特異性；光合色素易溶于有機(jī)溶劑，并不是特異性溶解．

解答： 解：（1）獲取胰島素基因時(shí)除了從供體細(xì)胞中或基因文庫(kù)中直接獲取以外，還可以通過(guò)PCR擴(kuò)增或者人工合成或者DNA合成儀合成．后者要求目的基因長(zhǎng)度較短而且堿基對(duì)序列已知．
（2）用如下質(zhì)粒作為載體進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作時(shí)同時(shí)使用EcoRI和BamI型兩種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因所在DNA的兩端，其目的是防止目的基因和質(zhì)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(zhì)粒通過(guò)DNA連接酶作用連接后，需要用鈣離子處理大腸桿菌才能導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中．
（4）經(jīng)過(guò)導(dǎo)入的大腸桿菌進(jìn)行初步培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中除了水分和大腸桿菌生長(zhǎng)所必需的各種營(yíng)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(dǎo)入目的基因的．
（5）從細(xì)胞結(jié)構(gòu)角度分析，因?yàn)榇竽c桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對(duì)胰島素的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，所以最終獲得的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌生產(chǎn)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(duì)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?yàn)榇竽c桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對(duì)胰島素的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工

點(diǎn)評(píng)：本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或的能力．學(xué)生基因工程工具原理的應(yīng)用理解不到位，特別是2種工具酶與獲取目的基因和表達(dá)載體之間的聯(lián)系與拓展．