Question

12．胰島素是治療糖尿病的重要藥物．現(xiàn)利用基因工程技術(shù)讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素，圖為大腸桿菌質(zhì)粒，請(qǐng)據(jù)圖作答．
（1）獲取目的基因時(shí)，應(yīng)從人的cDNA文庫(kù)（基因組/cDNA）中獲取，這樣做的原因?yàn)閏DNA中無(wú)內(nèi)含子序列，能夠在大腸桿菌中表達(dá)正確蛋白質(zhì)．獲取后不能直接對(duì)目的基因酶切，因?yàn)閏DNA中只有編碼氨基酸的序列，直接酶切會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變，因此需要在目的基因兩端添加BamHI和EcoRI的識(shí)別位點(diǎn)．
（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增人胰島素基因時(shí)，可以利用基因組DNA或cDNA作為模板，假如模板DNA分子數(shù)均為a，使用兩種模板分別進(jìn)行PCR，在第n輪復(fù)制后，產(chǎn)物中只含目的基因的DNA分子數(shù)分別為a（2ⁿ-2n）、a2ⁿ．
（3）天然人胰島素不耐儲(chǔ)存，可使用蛋白質(zhì)工程對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造．蛋白質(zhì)工程的基本途徑為預(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→找到相應(yīng)脫氧核苷酸序列．
補(bǔ)充說(shuō)明：HindIII、BamHI、EcoRI是限制酶切位點(diǎn) tet^R、amp^R是抗生素抗性基因．

Answer 1

分析 采用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA的過(guò)程為：變性、退火、延伸．根據(jù)PCR過(guò)程的特點(diǎn)繪制PCR過(guò)程示意圖如圖所示：

據(jù)圖答題．

解答 解：（1）分析題意可知，受體細(xì)胞為大腸桿菌，由于大腸桿菌屬于原核生物，原核生物基因中沒(méi)有內(nèi)含子，因此獲取目的基因時(shí)，應(yīng)從人的cDNA文庫(kù)中獲取，這樣做能夠在大腸桿菌中表達(dá)出正確的蛋白質(zhì)．因?yàn)閏DNA中只有編碼氨基酸的序列，直接酶切會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變，因此獲取后不能直接對(duì)目的基因酶切，在獲取目的基因后，應(yīng)在目的基因兩端添加BamH I 和EcoR I限制酶的識(shí)別序列再進(jìn)行酶切，就能保證把目的基因定向插入到質(zhì)粒中，而且還能防止目的基因自身環(huán)化．
（2）由于DNA是半保留復(fù)制，故利用a個(gè)基因組DNA為模版進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，在第n輪復(fù)制后，產(chǎn)物中只含目的基因的DNA分子數(shù)為a（2ⁿ-2n）個(gè)，若以cDNA作為模板，在第n輪復(fù)制后得到全是只含目的基因的DNA，有a2ⁿ個(gè)．
（3）天然人胰島素不耐儲(chǔ)存，可使用蛋白質(zhì)工程對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造．蛋白質(zhì)工程的基本途徑為：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列．
故答案為：
（1）cDNA      cDNA中無(wú)內(nèi)含子序列，能夠在大腸桿菌中表達(dá)正確蛋白質(zhì)     cDNA中只有編碼氨基酸的序列，直接酶切會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變      BamH I 和EcoR I的識(shí)別位點(diǎn)
（2）a（2ⁿ-2n）     a2ⁿ
（3）預(yù)期蛋白質(zhì)功能      推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查基因工程即蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力．