Question

【題目】α-1抗胰蛋白酶（α-1—AT）是人類血漿中最重要的蛋白酶抑制劑，其主要作用是保護機體正常細胞和器官不受蛋白酶的損傷，抑制感染和炎癥，維持機體內環境的平衡。下圖是以基因工程技術獲取重組α-1抗胰蛋白酶（HumanA1AT）的兩種方法。回答下列問題：

（1）為獲取α-1—AT基因，可采集人的血液，提取合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術擴增α-1—AT基因，該技術需要的酶是____。

（2）已知α-1抗胰蛋白酶需要經過膜系統加工形成正確的空間結構才能有活性。據此推導，方法____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）具有優勢，其優勢是_____。

（3）若要檢測小麥胚乳細胞或大腸桿菌細胞中是否翻譯出HumanA1AT，可用的檢測物質是HumanA1AT的________（填“基因”或“抗體”）。

（4）b過程中，可用_____處理小麥細胞，吸引農桿菌移向小麥受體細胞，有利于α-1—AT基因轉化成功。將α-1—AT基因導入大腸桿菌細胞時，可用____處理細胞，使其變為感受態細胞。

（5）若要對α-1抗胰蛋白酶進行改造，提高其耐儲存特性，可根據其分子的_____關系，通過對α-1抗胰蛋白酶基因進行基因修飾等操作實現對α-1抗胰蛋白酶的改造。

Answer 1

【答案】熱穩定DNA聚合酶（Taq酶） Ⅰ 小麥屬于真核生物，具有膜系統，能對初始Human A1AT多肽進行高效加工 抗體 酚類化合物 Ca2+（或CaCl2） 結構規律及其與生物功能

【解析】

1、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）利用PCR技術擴增DNA時所需的條件：引物、模板DNA（目的基因或A基因）、原料（4種脫氧核糖核苷酸）和熱穩定DNA聚合酶、能量等。

（2）α-1抗胰蛋白酶需要經過膜系統加工形成正確的空間結構才能有活性，因此方法Ⅰ具有優勢，因為小麥屬于真核生物，具有膜系統，能對初始Human A1AT多肽進行高效加工，而大腸桿菌屬于原核生物，只有細胞膜，沒有膜系統，不能對初始Human A1AT多肽進行加工形成有活性的酶。

（3）檢測目的基因是否翻譯成蛋白質用的是抗原-抗體雜交技術，因此可用的檢測物質是HumanA1AT的抗體。

（4）當植物體受到損傷時，傷口處的細胞會分泌大量的酚類化合物，吸引農桿菌移向這些細胞，可用酚類化合物處理小麥細胞，吸引農桿菌移向小麥受體細胞，有利于α-1—AT基因轉化成功；將α-1—AT基因導入大腸桿菌細胞時，可用Ca2+（或CaCl2）處理細胞，使其變為感受態細胞。

（5）若要對α-1抗胰蛋白酶進行改造，提高其耐儲存特性，可根據其分子的結構規律及其與生物功能的關系，通過對α-1抗胰蛋白酶基因進行基因修飾等操作實現對α-1抗胰蛋白酶的改造。