Question

【題目】胰島素是治療1型糖尿病的特效藥，人胰島素在細胞內合成的部分過程如圖1所示。目前，可利用基因工程方法生產藥用人胰島素，圖2表示一種早期的技術路線，①一⑥表示過程。

【1】上述基因工程中，目的基因是__________。

【2】基因工程中獲得目的基因除上述方法之外，還有________方法。圖2中使用的DNA連接酶的過程是步驟_________。

【3】上述基因工程中，受體細胞是大腸桿菌，據此上述過程屬于________。

A.人類基因工程B.動物基因工程

C.植物基因工程D.微生物基因工程

【4】已知兩種限制酶BamHI、BclI的識別序列如表。

限制酶	BamHI	BclI
識別序列

如果目的基因A用BamHI切開，但質粒用BclI用切開，兩種DNA混合后在DNA連接酶的作用下能否形成重組質粒?為什么?____________________________。若上述方案能形成重組質粒，則該重組質粒能否被限制酶BamHI、BclI切開?為什么? ____________________________。

【5】如果用合適的酵母菌作為受體細胞生產胰島素，可直接從轉基因酵母菌中分離到胰島素，而無需分別生產A、B兩條肽鏈，請結合圖和已有知識分析原因_____________________________________。

Answer 1

【答案】

【1】基因A和基因B

【2】 化學方法人工合成、 步驟②

【3】D

【4】 可以連接，因為切割后具有相同的粘性末端 不可以，因為重組質粒不再具有這兩種酶的識別序列

【5】酵母菌是真核生物，有內質網、高爾基體等細胞器，可以對合成的蛋白質進行加工

【解析】

基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣.將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術.個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

【1】識圖分析可知，圖2中以控制胰島素肽鏈A和肽鏈B合成的基因A和基因B為目的基因。

【2】基因工程中獲得目的基因除上述方法之外，還有化學方法人工合成方法。識圖分析可知，圖2中①過程表示用限制酶切割目的基因和質粒的過程，圖②是目的基因與質粒的連接過程，需要DNA連接酶的作用，圖2中③表示將基因表達載體導入受體細胞大腸桿菌的過程。

【3】目的基因與質粒重組后導入大腸桿菌，因此該受體細胞為原核生物，即屬于微生物基因工程的應用，D正確。

故選D。

【4】由表格兩種酶的識別序列可知，目的基因A用BamHI切開，與質粒用BclI用切開，切割后具有相同的粘性末端，故在DNA連接酶的作用下能形成重組質粒。但重組質粒不再具有這兩種酶的識別序列，故該重組質粒不能再被限制酶BamHI、BclI切開。

【5】酵母菌是真核生物，有內質網、高爾基體等細胞器，可以對合成的蛋白質進行加工，故不需要分別生產A、B兩條肽鏈再組合。

本題以胰島素的合成為背景考查基因工程的知識點，要求學生掌握基因工程的操作步驟，理解原核生物與真核生物結構組成的區別，能夠正確識圖分析判斷圖中發生的過程，結合基因工程的操作步驟解決問題；把握分泌蛋白的合成和加工過程，理解蛋白質的結構與功能的關系。