Question

【題目】α1-抗胰蛋白酶缺乏癥是一種在北美較為常見(jiàn)的單基因遺傳病，患者成年后會(huì)出現(xiàn)肺氣腫及其他疾病，嚴(yán)重者甚至死亡。對(duì)于該病患者�？刹捎米⑸淙甩�1-抗胰蛋白酶來(lái)緩解癥狀。

（1）下圖表示獲取人α1-抗胰蛋白酶基因的兩種方法，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①過(guò)程a是在_________酶的作用下完成的，該酶的作用特點(diǎn)是能識(shí)別某種特定的_________，并使特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的_________斷裂。

②過(guò)程c需用_________ 酶，該過(guò)程需要的原料是_________。

③要確定獲得的基因是否是所需的目的基因，可以從分子水平上利用_________技術(shù)檢測(cè)該基因的堿基序列。

（2）利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將控制該酶合成的基因?qū)�入羊的受精卵，最終培育出能在乳腺細(xì)胞表達(dá)人α1-抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊，從而更易獲得這種酶，簡(jiǎn)要過(guò)程如下圖所示。

①獲得目的基因后，常利用_________技術(shù)在體外講行大量擴(kuò)增。

②基因表達(dá)載體d，除圖中的標(biāo)出部分外，還必須含有 _________。載體上綠色熒光蛋白（GFP）基因的作用是便于_________。

Answer 1

【答案】限制核苷酸序列磷酸二酯鍵逆轉(zhuǎn)錄4種脫氧核苷酸DNA分子雜交PCR啟動(dòng)子、終止子篩選含有目的基因的受體細(xì)胞（或供重組DNA的鑒定和選擇）

【解析】

分析圖示，a表示切割目的基因，b表示轉(zhuǎn)錄，c表逆轉(zhuǎn)錄譯，d表示基因表達(dá)載體�；�因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測(cè)與鑒定；基因工程的工具有：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體；基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因。標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。

（1）①據(jù)圖分析，a過(guò)程表示目的基因的獲取，是在限制性核酸內(nèi)切酶的作用下完成的，該酶的作用特點(diǎn)是識(shí)別特定的核苷酸序列，使特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。

②c過(guò)程為逆（或反）轉(zhuǎn)錄形成DNA，需要逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是4種脫氧核苷酸。

③可以從分子水平上用DNA分子雜交檢測(cè)獲得的基因的堿基序列。

（2）①PCR技術(shù)是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制，PCR的最大特點(diǎn)，是能將微量的DNA大幅增加。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基因表達(dá)載體的構(gòu)建（即目的基因與運(yùn)載體結(jié)合）是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其構(gòu)建的目的是使目的基因能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。基因表達(dá)載體d中含有目的基因和標(biāo)記基因，還必須含有啟動(dòng)子、終止子等；載體上綠色熒光蛋白（GFP）基因?qū)儆跇?biāo)記基因，目的是便于篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。