Question

【題目】β-氨基酸具備多樣特殊生物活性，被應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)牧業(yè)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)。然而，β-氨基酸的合成一直依賴于過渡金屬催化的傳統(tǒng)化學(xué)途徑。該方法不僅需要昂貴的催化劑如鉑金，還需要苛刻的反應(yīng)條件。中科院微生物所研究員吳邊和他的團(tuán)隊(duì)采用人工智能蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)，成功獲得了一系列具有絕對(duì)位置選擇性與立體選擇性的人工β-氨基酸合成酶。隨后，該團(tuán)隊(duì)將編碼這些非天然酶的基因整合入大腸桿菌中，構(gòu)建出能夠高效合成β-氨基酸的工程菌株。根據(jù)材料回答下列問題：

（1）吳邊團(tuán)隊(duì)研究并得到人工β-氨基酸合成酶，其技術(shù)手段屬于________，從本質(zhì)上看屬于________。

（2）為了將這些非天然酶的基因整合入大腸桿菌中，首先要用_________處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于_____________，才能完成轉(zhuǎn)化過程。若人工β-氨基酸合成酶的基因受體是馬尾松細(xì)胞，則常用的導(dǎo)入方法為_________。我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的基因?qū)�入方法�?/span>_________。

（3）人工β-氨基酸合成酶基因?qū)�入大腸桿菌后，不一定可以穩(wěn)定維持并表達(dá)其遺傳特性，所以需對(duì)大腸桿菌進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。首先可以用_________技術(shù)檢測(cè)β-氨基酸合成酶基因是否存在，其次用_______技術(shù)檢測(cè)mRNA，最后用_________技術(shù)檢測(cè)人工β-氨基酸合成酶是否合成。

Answer 1

【答案】蛋白質(zhì)工程基因工程Ca2+感受態(tài)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法DNA分子雜交分子雜交抗原一抗體雜交

【解析】

本題以“采用人工智能蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)，成功獲得了一系列β-氨基酸合成酶”為情境，綜合考查學(xué)生對(duì)基因工程的基本操作程序、蛋白質(zhì)工程等相關(guān)知識(shí)的識(shí)記和理解能力。

(1) 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。依題意“采用人工智能蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)，成功獲得了一系列的人工β-氨基酸合成酶”可知：吳邊和他的團(tuán)隊(duì)在人工合成β-氨基酸合成酶的過程中，所采用的技術(shù)手段屬于蛋白質(zhì)工程，而從本質(zhì)上看則屬于基因工程。

(2) 將人工β-氨基酸合成酶的基因（目的基因）導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中，首先要用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于感受態(tài)，進(jìn)而完成轉(zhuǎn)化過程。若將目的基因?qū)�入馬尾松等植物細(xì)胞，則常用的導(dǎo)入方法為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的基因?qū)�入方法為花粉管通道法�?/span>

(3) 檢測(cè)β-氨基酸合成酶基因是否成功導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞，可采用DNA分子雜交技術(shù)；檢測(cè)β-氨基酸合成酶基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，應(yīng)采用分子雜交技術(shù)；檢測(cè)β-氨基酸合成酶基因是否翻譯成蛋白質(zhì)則用抗原-抗體雜交技術(shù)。