Question

隨著基因工程技術的日臻完善，人類可利用轉基因番茄作為生物反應器生產人胰島素．所用的人胰島素基因是依據(jù)植物“偏愛”的密碼子來設計所含的密碼子，通過人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰島素-COOH端加上KDEL內質網(wǎng)滯留序列，避免胰島素在植物細胞中的降解．將該基因置于果實專一性啟動子的驅動之下通過農桿菌介導的方法轉入番茄中，在番茄的果實中表達人胰島素．據(jù)此回答下列問題
（1）上述基因工程操作是采用

 

方法獲得目的基因的．獲得的人胰島素基因與人體細胞中胰島素基因中編碼氨基酸的堿基序列不同，但兩者所編碼的蛋白質中氨基酸序列相同，這是因為

 

．要想在體外獲得大量該目的基因的片段，可以采用

 

技術．該技術中使用的關鍵酶是

 

．
（2）根據(jù)上述描述，轉基因操作時所用的載體是

 

，載體上的

 

可以轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．構建的基因表達載體中應含有

 

（從下列選項中選擇）．
①目的基因    ②內質網(wǎng)滯留序列   ③果實專一性啟動子    ④引物   ⑤標記基因   ⑥終止子       ⑦終止密碼子   ⑧起始密碼
（3）如果要檢測在受體細胞中是否存在目的基因可采用

 

技術．該技術中使用的基因探針也可以用來檢測

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：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(jù)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(tài)細胞法．
4、目的基因的檢測與鑒定：（1）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．（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答： 解：（1）根據(jù)題干信息“所用的人胰島素基因是依據(jù)植物偏愛的密碼子來設計所含的密碼子，通過人工合成若干DNA片段，拼接而成”可知，上述基因工程操作是采用人工合成方法獲得目的基因的．由于密碼子具有簡并性，因此獲得的人胰島素基因與人體細胞中胰島素基因中編碼氨基酸的堿基序列不同，但兩者所編碼的蛋白質中氨基酸序列相同．PCR技術可在體外大量擴增目的基因；由于PCR技術在較高的溫度下進行，因此該技術中使用的關鍵酶是熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）．
（2）根據(jù)題干信息可知，該過程中采用了農桿菌轉化法，其原理是農桿菌中的Ti質粒上的T-DNA可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．根據(jù)農桿菌的這一特點，如果將目的基因插入到Ti質粒的T-DNA上，通過農桿菌的轉化作用，就可以把目的基因整合到植物細胞中染色體的DNA上．基因表達載體包括啟動子、目的基因、標記基因和終止子．
（3）檢測受體細胞中是否存在目的基因可采用DNA分子雜交技術．該技術中使用的基因探針也可以用來檢測目的基因是否轉錄出mRNA．
故答案為：
（1）人工合成   密碼子具有簡并性，基因序列不同，蛋白質可以相同   PCR  熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）
（2）農桿菌的Ti質粒    T-DNA    ①③⑤⑥
（3）DNA分子雜交   目的基因是否轉錄出mRNA

點評：本題以利用轉基因番茄作為生物反應器生產人胰島素為題材，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、操作步驟及應用，能結合題中信息準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．