Question

【題目】胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射人人體后，會堆積在皮下，要經(jīng)過較長時間才能進(jìn)入血液，而進(jìn)入血液的胰島素又容易分解，因此治療效果受到影響。下圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計的速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題。

(1)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對________的特定需求，對蛋白質(zhì)的__________進(jìn)行分子設(shè)計。

(2)人工合成的新胰島素基因在導(dǎo)入受體細(xì)胞前要先構(gòu)建_____________，其目的是使目的基因在____________中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠___________________。在這個過程中需要_______________酶的參與。

(3)在將基因表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌時，一般要用___________處理該菌，使之成為____________細(xì)胞，以便吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。

(4)在大腸桿菌中直接生產(chǎn)的胰島素還不具有生物活性，原因是_________________。

Answer 1

【答案】 蛋白質(zhì)功能 結(jié)構(gòu) 基因表達(dá)載體 受體細(xì)胞 表達(dá)和發(fā)揮作用 限制酶和DNA連接 Ca2+ 感受態(tài) 大腸桿菌是原核細(xì)胞，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體對其進(jìn)行加工

【解析】試題分析：分析題圖，圖示是利用蛋白質(zhì)工程設(shè)計速效胰島素的生產(chǎn)過程。蛋白質(zhì)工程的過程，即預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因），蛋白質(zhì)工程得到的蛋白質(zhì)一般不是天然存在的蛋白質(zhì)。

（1）據(jù)試題分析可知，蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計。

（2）基因工程的最核心的步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過程需要限制酶和DNA連接酶對目的基因進(jìn)行切割，并將其連接到載體上，其目的是使目的基因能進(jìn)入受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因在受體細(xì)胞中能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

（3）在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，常用Ca2+處理大腸桿菌，使大腸桿菌變成感受態(tài)細(xì)胞，以利于表達(dá)載體進(jìn)入。

（4）具有生物活性的胰島素需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工，而大腸桿菌屬于原核細(xì)胞，不含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，所以大腸桿菌常不能表達(dá)出具有生物活性的胰島素。