Question

15．豇豆對多種害蟲具有抗蟲能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因（CpTI基因）．科學(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不理想，主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足．經(jīng)過在體外對CpTI基因進行了修飾后，CpTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高．修飾和表達過程圖所示：

請根據(jù)以上材料，回答下列問題：
（1）CpTI基因是基因工程中的目的基因，為減少工作量和盲目性，獲取CpTI基因時應(yīng)盡可能采用人工合成基因的方法，目前主要有兩條途徑：一是利用mRNA為模板合成所需基因，完成這一過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶；二是根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出目的基因結(jié)構(gòu)中的外顯子（填：“外顯子”、“內(nèi)含子”或“外顯子和內(nèi)含子”）的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法合成目的基因．
（2）用化學(xué)方法合成的CpTI與豇豆體內(nèi)的CpTI相比，前者的核苷酸數(shù)目少于后者的，主要原因是真核細胞的基因結(jié)構(gòu)中存在內(nèi)含子和非編碼區(qū)．
（3）“信號肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列之所以能修飾到CpTI上，是由于其基本組成單位是（四種）脫氧核苷酸，在①過程中，要使用DNA連接酶酶，②過程屬于基因表達中的轉(zhuǎn)錄．
（4）個體生物學(xué)水平檢測修飾后的CpTI基因是否表達的操作是讓多種害蟲食用水稻葉片．

Answer 1

分析 分析題文：豇豆中含有胰蛋白酶抑制劑基因（CpTI基因），而水稻中沒有，因此可以利用基因工程的技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)移到水稻中．由于CpTI蛋白質(zhì)在水稻細胞中積累量不足，因此需要經(jīng)過圖示過程的修飾．從圖中看出，需要用限制酶對CpTI基因和修飾序列進行切割，然后再利用DNA連接酶將其連接，最終得到成功表達．

解答 解：（1）CpTI基因是基因工程中的目的基因，；為減少工作量和盲目性，獲取CpTI基因時應(yīng)盡可能采用人工合成基因的方法，目前主要有兩條途徑：一是利用mRNA為模板合成所需基因，完成這一過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶；二是根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出目的基因結(jié)構(gòu)中的外顯子（外顯子能轉(zhuǎn)錄，而內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄形成的RNA在剪接過程中被去除）的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法合成目的基因．
（2）用化學(xué)方法合成的CpTI沒有非編碼區(qū)和內(nèi)含子，因此其核苷酸數(shù)目少于豇豆體內(nèi)的CpTI．
（3）“信號肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列的化學(xué)本質(zhì)是DNA，因此其基本組成單位是四種脫氧核苷酸；在①過程中，將不同DNA片段連接起來需要使用DNA連接酶；②為轉(zhuǎn)錄過程．
（4）個體生物學(xué)水平檢測修飾后的CpTI基因是否表達的操作是讓多種害蟲食用水稻葉片．
故答案為：
（1）目的基因    逆轉(zhuǎn)錄    外顯子
（2）少于     內(nèi)含子和非編碼區(qū)
（3）（四種）脫氧核苷酸     DNA連接酶    轉(zhuǎn)錄
（4）讓多種害蟲食用水稻葉片

點評 本題通過基因修飾和表達過程圖考查基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生的識圖能力、識記能力和遷移應(yīng)用能力，屬于中等難度題．考生要能夠識記基因工程中的工具酶，明確基因工程中的供體和受體；識記目的基因檢測與鑒定中的個體水平的鑒定．