Question

【題目】科學(xué)家成功制備出“嫁接”了人胰島素基因的工程菌，它能大量合成人胰島素，用來治療糖尿病，使胰島素的生產(chǎn)成本大大降低。回答相關(guān)問題：

（1）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有_________、熱穩(wěn)定性DNA聚合酶、引物和4種脫氧核糖核苷三磷酸。已知DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸，利用PCR技術(shù)以上圖的DNA片段為模板擴(kuò)增目的基因，需使用引物________（從A、B、C、D四種單鏈片段中選擇）。

（2）利用某人的胰島B細(xì)胞為材料，同時(shí)構(gòu)建cDNA文庫(kù)和基因組文庫(kù)，cDNA文庫(kù)中含有的基因數(shù)目比基因組文庫(kù)中的少，其原因是_______________________________________。

（3）人的基因中有內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄后內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列會(huì)被切除，而大腸桿菌沒有相應(yīng)機(jī)制。故想讓大腸桿菌表達(dá)出人胰島素，應(yīng)從________（填“cDNA文庫(kù)”或“基因組文庫(kù)”）中獲得人胰島素基因。

（4）分別從DNA重組和基因的表達(dá)角度分析基因工程能夠成功的兩個(gè)原因_______________________________、_________________________。

Answer 1

【答案】模板DNA BCcDNA文庫(kù)中只含有胰島B細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄（或已表達(dá)）的基因，而基因組文庫(kù)中含有這個(gè)人的全部基因cDNA文庫(kù)不同生物的DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同生物界共用一套遺傳密碼

【解析】

本題以圖文結(jié)合的形式，綜合考查學(xué)生對(duì)基因工程的基本操作程序等相關(guān)知識(shí)的識(shí)記和理解能力，以及獲取信息、分析問題的能力。

(1) PCR是一種在生物體外復(fù)制特定DNA片斷的核酸合成技術(shù)，它是利用DNA雙連復(fù)制的原理。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有：模板DNA、熱穩(wěn)定性DNA聚合酶、引物和4種脫氧核糖核苷三磷酸。因DNA復(fù)制時(shí)，子鏈總是從5′向 3′方向延伸，而子鏈與模板鏈反向平行，所以利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，可以從上圖的A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選取B和C片段作為引物。

(2) 以某人的胰島B細(xì)胞為材料，利用從該胰島B細(xì)胞中提取的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補(bǔ)的cDNA 片段構(gòu)建的cDNA文庫(kù)中，只含有胰島B細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄（或已表達(dá)）的基因，而基因組文庫(kù)中則含有這個(gè)人的全部基因，所以cDNA文庫(kù)中含有的基因數(shù)目比基因組文庫(kù)中的少。

(3)依題意并結(jié)合對(duì)(2) 的分析可知，“cDNA文庫(kù)”中的基因不含內(nèi)含子，而“基因組文庫(kù)”中的基因含內(nèi)含子，因此若要讓大腸桿菌表達(dá)出人胰島素，應(yīng)從cDNA文庫(kù)中獲得人胰島素基因。

(4) 基因工程實(shí)現(xiàn)了不同物種間的不同基因重組，其原因是不同生物的DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同；導(dǎo)入的目的基因能夠在轉(zhuǎn)基因生物的細(xì)胞中表達(dá)，其原因是生物界共用一套遺傳密碼。