Question

干擾素（IFN）是一種糖蛋白，對多種病毒均有抑制作用．下圖表示科學家構建重組質(zhì)粒和篩選含干擾素基因的大腸桿菌的過程．請回答：

（1）干擾素是在病毒的誘導下由單核細胞和淋巴細胞產(chǎn)生的，參與其合成與分泌的細胞器主要有

 

．要使干擾素基因在大腸桿菌中成功表達，獲取干擾素基因的方法最好是

 

法．
（2）步驟①和②中所用的工具酶是

 

．
（3）經(jīng)過①和②步驟后，有些質(zhì)粒上的

 

基因內(nèi)插入了外源目的基因，形成重組質(zhì)粒．為了促進過程③，應該用

 

處理大腸桿菌．
（4）步驟⑤：用無菌牙簽挑取C上的

 

菌落，分別接種到D和E兩個培養(yǎng)基的相同位置上，一段時間后，菌落的生長狀況如圖D和E．請在圖中將含干擾素基因的菌落圈出來．
（5）干擾素并不直接殺傷或抑制病毒，主要是通過對干擾素敏感的細胞表面

 

的作用后經(jīng)信號轉導使細胞產(chǎn)生抗病毒蛋白，從而抑制病毒的復制．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術,細胞器之間的協(xié)調(diào)配合,微生物的分離和培養(yǎng)

專題：

分析：步驟①是將環(huán)狀質(zhì)粒切割開，步驟②是將目的基因與質(zhì)粒連接，步驟③是將目的基因?qū)�入受體細胞，④是對大腸桿菌進行培養(yǎng)和篩選，⑤是用選擇培養(yǎng)基進一步篩選菌落．

解答： 解：（1）干擾素是分泌蛋白，先在核糖體中合成，再在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中加工裝飾，最后通過細胞膜的外排作用分泌出去．這一系列的過程都需要線粒體提供能量．因此參與其合成與分泌的細胞器主要有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體．要使干擾素基因在大腸桿菌中成功表達，獲取干擾素基因的方法最好是逆轉錄法．
（2）使用限制性核酸內(nèi)切酶對目的基因和質(zhì)粒進行切割，然后用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接起來，形成重組DNA分子．
（3）由圖中限制酶切割位置可知，目的基因插入的位置是氨芐青霉素抗性基因中．步驟③是將重組質(zhì)粒（目的基因）導入大腸桿菌（受體細胞）的過程，為了促進此過程，應該用CaCl₂溶液（Ca²⁺）處理大腸桿菌，增大大腸桿菌細胞壁的通透性，使其變成感受態(tài)細胞．
（4）步驟⑤：用無菌牙簽挑取C上的單個菌落，分別接種到D和E兩個培養(yǎng)基的相同位置上，一段時間后，菌落的生長狀況如圖D和E．D培養(yǎng)基中大腸桿菌對四環(huán)素和含氨芐青霉素都抗，而E中只抗一種四環(huán)素，所以在E中對應區(qū)域（D中沒有菌落的部位），該處為轉基因大腸桿菌．（具體見答案）
（5）干擾素并不直接殺傷或抑制病毒，主要是通過對干擾素敏感的細胞表面特異性受體的作用后經(jīng)信號轉導使細胞產(chǎn)生抗病毒蛋白，從而抑制病毒的復制．
故答案為：
（1）核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體       逆轉錄
（2）限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶
（3）氨芐青霉素抗性　                    CaCl₂溶液（Ca²⁺）
（4）單個           如圖（在兩個菌落中圈一個也可給1分）
（5）特異性受體

點評：本題考查轉基因大腸桿菌培養(yǎng)和篩選過程，解題的關鍵是理解選擇培養(yǎng)基的使用和篩選過程．要注意，獲取目的基因和切割載體時使用同種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端．獲取一個目的基因需限制酶剪切兩次，共產(chǎn)生 4個黏性末端或平末端．限制酶切割位點的選擇必須保證標記基因的完整性，以便于檢測．