Question

【題目】凝乳酶是奶酪生產(chǎn)中的關(guān)鍵性酶，研究人員運用基因工程技術(shù)，將編碼該酶的基因轉(zhuǎn)移到了微生物細(xì)胞中并使之表達(dá)。下圖是基因工程中獲取目的基因和構(gòu)建重組質(zhì)粒過程，請回答有關(guān)問題：

①科學(xué)家己經(jīng)測出該酶的氨基酸序列，因此可以通過__________方法來獲取目的基因，獲得目的基因后，常利用PCR技術(shù)在體外將其大量擴(kuò)增；②分析上圖可知，構(gòu)建重組DNA分子（如圖所示）最好選用__________限制酶，理由是____________________。

（2）工業(yè)化生產(chǎn)過程中，最初多采用重組大腸桿菌或芽孢桿菌生產(chǎn)凝乳酶，將目的基因?qū)�入大腸桿菌或芽孢桿菌前所做的處理方法是___________________�，F(xiàn)在生產(chǎn)凝乳酶多采用重組毛霉或重組的酵母菌，毛霉或酵母菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)勢是____________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，如果將該凝乳酶20位和24位氨基酸改變?yōu)榘腚装彼�，其催化能力將提�?倍，科學(xué)家可以生產(chǎn)上述高效凝乳酶的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是___________。該生物工程技術(shù)的實質(zhì)是__________。

（4）轉(zhuǎn)基因技術(shù)和細(xì)胞工程在動植物都有廣泛應(yīng)用，但是，胚胎工程只是指對動物的__________所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)。

（5）生態(tài)工程是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一，請寫出它遵循的基本原理_________（至少答二項）。

Answer 1

【答案】 化學(xué)合成 BamHⅠ和PstⅠ 提高重組DNA分子的比例（防止自身的黏性末端連接和防止目的基因與載體反向連接） Ca2+處理細(xì)胞，使之轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞 含有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾 蛋白質(zhì)工程 基因工程的延伸（或在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程） 配子或早期胚胎 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 物種多樣性原理

【解析】試題分析：據(jù)圖分析可知，質(zhì)粒和外源DNA中共同含有且不會破壞目的基因的限制酶是BamHI和PstI，因此構(gòu)建重組DNA分子最好選用BamHⅠ和PstⅠ限制酶，這樣可以防止自身的黏性末端連接，防止目的基因與載體反向連接。

（1）由于已經(jīng)測出該酶的氨基酸序列，故可推測出相應(yīng)的RNA和DNA的序列，因此可以通過化學(xué)合成方法來獲取目的基因；根據(jù)以上分析已知，構(gòu)建重組DNA分子最好選用BamHⅠ和PstⅠ限制酶，這樣可以提高重組DNA分子的比例（防止自身的黏性末端連接和防止目的基因與載體反向連接）。

（2）若受體細(xì)胞是大腸桿菌或芽孢桿菌等微生物細(xì)胞，將目的基因?qū)�入前常用Ca2+處理細(xì)胞，使之轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞；毛霉或酵母菌為真核微生物，含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，可對蛋白進(jìn)行加工和修飾，因此重組毛霉或酵母菌較重組大腸桿菌或芽孢桿菌更具優(yōu)勢。

（3）蛋白質(zhì)工程是指通過分析想要的蛋白質(zhì)的功能，預(yù)測蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)逆向推測控制該蛋白質(zhì)合成的基因的堿基組成及排列順序，最后將改造后的目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，從而轉(zhuǎn)錄翻譯得出目的蛋白。因此，科學(xué)家可以生產(chǎn)上述高效凝乳酶的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是蛋白質(zhì)工程，該生物工程技術(shù)對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和改造，必須通過基因來完成，其實質(zhì)是基因工程的延伸。

（4）胚胎工程只是指對動物的配子或早期胚胎所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)。

（5）生態(tài)工程遵循的基本原理有系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理、物種多樣性原理等。