Question

8．如圖是利用基因工程技術生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖作答．
（1）圖中基因工程的核心步驟是圖中的⑦ （填序號） 這一步驟的作用是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并且遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用．C除含目的基因外，還必須含有啟動子、終止子和標記基因．
（2）能否利用人的皮膚細胞來完成①過程？不能，為什么？皮膚細胞中的胰島素基因未表達（或未轉(zhuǎn)錄），不能形成胰島素mRNA．
（3）過程②必需的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，圖中過程③④⑤是PCR技術技術．為使過程⑧更易進行，可用鈣離子處理受體細胞．
（4）若A中共有a個堿基對，其中鳥嘌呤有b個，則③④⑤過程連續(xù)進行4次，至少需提供胸腺嘧啶15（a-b）個．
（5）在利用A、B獲得C的過程中，常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割A和B，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶才可形成C．
（6）人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構相同，人體的生長激素基因能在大腸桿菌體內(nèi)成功表達是因為二者共用一套密碼子．目的基因?qū)�入大腸桿菌中后表達的過程是生長激素基因→mRNA→生長激素．

Answer 1

分析 mRNA是基因表達時轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，依照DNA作為模板，以堿基互補配對原則合成mRNA．所以細胞內(nèi)產(chǎn)生某種mRNA的必要條件是該基因正在表達．但是人體的皮膚細胞顯然不會表達胰島素的基因，所以正常的人體皮膚細胞里是沒有mRNA的．

解答 解：（1）基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，即圖中的⑦，這一步驟使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并且遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用．重組質(zhì)粒中除含目的基因外，還必須含有啟動子、終止子和標記基因．
（2）不能用皮膚細胞，過程1是從細胞中提取mRNA，這需要胰島細胞中提取出mRNA．人體的皮膚細胞高度分化，皮膚細胞沒有選擇性表達出胰島素基因的mRNA，所以不能表達出胰島素的mRNA．
（3）過程②表示的為逆轉(zhuǎn)錄過程，遺傳信息傳遞為mRNA→DNA，因此需要的酶為逆轉(zhuǎn)錄酶．圖中過程③④⑤是PCR技術技術．過程③由雙鏈DNA形成單鏈DNA的過程，需要解旋酶和AT目的基因一般導入細菌這種受體細胞時，首先需要用鈣離子處理使其成為感受態(tài)細胞．
（4）A中共有a個堿基對即有2a個堿基，鳥嘌呤有b個，胸腺嘧啶為a-b個，那么連續(xù)復制4次所需胸腺嘧啶為（2⁴-1）（a-b）=15（a-b）．
（5）在利用AB獲得C的過程中，必須用同一種限制性內(nèi)切酶切割A和B，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶才可形成C．
（6）人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構相同，人體的生長激素基因能在大腸桿菌體內(nèi)成功表達是因為二者共用一套密碼子．目的基因?qū)�入大腸桿菌中后表達的過程是生長激素基因→mRNA→生長激素．
故答案為：
（1）⑦使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并且遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用     啟動子、終止子和標記基因
（2）不能　皮膚細胞中的胰島素基因未表達（或未轉(zhuǎn)錄），不能形成胰島素mRNA
（3）逆轉(zhuǎn)錄　   PCR技術  鈣離子   　
（4）15（a-b）
（5）同一種限制性核酸內(nèi)切酶　相同的黏性末端　DNA連接酶
（6）人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結構  （都遵循堿基互補配對原則）   相同二者共用一套密碼子   生長激素基因→mRNA→生長激素

點評 此題要求學生對中心法則中的相關過程（DNA復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、RNA復制）理解并能靈活運用，對于學生一定多注意DNA復制過程中相關計算問題，在這道題目中可看出基因工程中PCR技術也會涉及到這些計算．