Question

【題目】通過生物工程生產(chǎn)胰島素的兩條途徑如圖所示，圖中EcoRI、BamHI和Sau3AI為限制性核酸內(nèi)切酶。

請回答：

（1）該過程中構(gòu)建重組質(zhì)粒時，最好選用限制酶_____________。

（2）途徑1構(gòu)建重組質(zhì)粒時須把胰島素基因與_____________的啟動子等調(diào)控組件重組在一起。早期胚胎一般培養(yǎng)到_____________時期再移入代孕母牛體內(nèi)，胚胎能在代孕母牛子宮內(nèi)存活的生理學(xué)基礎(chǔ)是_____________。

（3）途徑2要篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，需把轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌培養(yǎng)在含_____________的固體培養(yǎng)基中，待菌落長出后再“印”到含_____________的固體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，對比兩種培養(yǎng)基上菌落的分布，挑出符合需要的菌落。

（4）與途徑2相比，通過途徑1獲得胰島素的優(yōu)勢是_____________。

Answer 1

【答案】EcoRⅠ、BamHⅠ 乳腺蛋白基因 桑椹胚或囊胚 受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 四環(huán)素 青霉素[這兩空順序不能對調(diào)] 獲得的胰島素不需要進行體外再加工

【解析】

基因工程是狹義的遺傳工程，基因工程的基本原理是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定高效地表達。為了實現(xiàn)基因工程的目標(biāo)，通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細(xì)胞等基本要素，并按照一定的程序進行操作，它包括目的基因的獲得、重組DNA的形成，重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞也稱（宿主）細(xì)胞、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞和目的基因的表達等幾個方面。原核生物表達的胰島素（實際上是胰島素原）沒有活性，需要經(jīng)過體外加工才有活性。

（1）該過程中構(gòu)建重組質(zhì)粒時，最好選用限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ，這兩種酶能切割質(zhì)粒和目的基因，且能得到不同的粘性末端，避免質(zhì)粒和目的基因自連及反接。

（2）途徑1主要是通過乳汁生產(chǎn)胰島素，因此使胰島素基因在乳腺細(xì)胞中表達，構(gòu)建重組質(zhì)粒時須把胰島素基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起。早期胚胎一般培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚時期再移入代孕母牛體內(nèi)，移植成功的概率較高。受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，因此胚胎能在代孕母牛子宮內(nèi)存活。

（3）從示意圖中可以看出，重組質(zhì)粒含四環(huán)素抗性基因，而青霉素抗性基因被破壞，途徑2要篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，需把轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌培養(yǎng)在含四環(huán)素的固體培養(yǎng)基中。待菌落長出后再“印”到含青霉素的固體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，對比兩種培養(yǎng)基上菌落的分布，挑出符合需要的菌落（在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能生長而在含青霉素的固體培養(yǎng)基上不能生長的菌落即為符合要求的菌落）。

（4）與途徑2相比，通過途徑1獲得胰島素是真核生物表達的產(chǎn)物，比原核生物表達的胰島素相比，優(yōu)勢是獲得的胰島素不需要進行體外再加工。