Question

【題目】干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，對新冠病毒的防治有重要作用。用基因工程獲得的工程酵母菌可以生產(chǎn)人類干擾素，請回答關(guān)于基因工程的有關(guān)問題：

（1）人類干擾素基因能和酵母菌的質(zhì)粒拼接成功的原因是_________________，從而實(shí)現(xiàn)重組。干擾素的本質(zhì)是一種糖蛋白，該工程中使用酵母菌做受體細(xì)胞比大腸桿菌更好，原因是__________________。檢測干擾素基因是否轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA的方法是__________________，這是它能否發(fā)揮功能的第一步。

（2）要獲得更多人類干擾素基因可用PCR擴(kuò)增技術(shù)，在PCR擴(kuò)增儀中不斷被消耗的物質(zhì)有__________________。PCR反應(yīng)過程中，DNA加熱解旋后冷卻，引物與__________________結(jié)合，然后在DNA聚合酶作用下延伸子鏈。

（3）干擾素在體外保存相當(dāng)困難，如果利用蛋白質(zhì)工程獲得的干擾素可以保存半年，蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是____________________________________。

（4）觀察分析下圖，該圖表示的過程是（_____）

A．構(gòu)建基因組文庫B．構(gòu)建cDNA文庫

C．構(gòu)建基因表達(dá)載體D．構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌

（5）三種限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)如圖所示：

MseⅠ	PstⅠ	EcoRⅠ

若要用如圖質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，首先需要使用圖中限制酶___________，還需DNA聚合酶和DNA連接酶，對質(zhì)粒進(jìn)行改造，構(gòu)建新的限制酶酶切位點(diǎn)。

Answer 1

【答案】人類干擾素基因和酵母菌的質(zhì)粒具有相同的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu) 大腸桿菌中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，不能對干擾素進(jìn)行加工和分泌 分子雜交技術(shù) 引物和4種脫氧核苷酸（dNTP） 單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列（或互補(bǔ)DNA鏈或模板鏈） 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(jì) A EcoRⅠ

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）人類干擾素基因能和酵母菌的質(zhì)粒拼接成功的原因是人類干擾素基因和酵母菌的質(zhì)粒具有相同的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)重組。干擾素的本質(zhì)是一種糖蛋白，該工程中使用酵母菌做受體細(xì)胞比大腸桿菌更好，原因是大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，不能對干擾素進(jìn)行加工和分泌。檢測干擾素基因是否轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA的方法是分子雜交技術(shù)，這是它能否發(fā)揮功能的第一步。

（2）要獲得更多人類干擾素基因可用PCR擴(kuò)增技術(shù)，在PCR擴(kuò)增儀中不斷被消耗的物質(zhì)有引物和4種脫氧核苷酸（dNTP）。PCR反應(yīng)過程中，DNA加熱解旋后冷卻，引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列（或互補(bǔ)DNA鏈或模板鏈）結(jié)合，然后在DNA聚合酶作用下延伸子鏈。

（3）干擾素在體外保存相當(dāng)困難，如果利用蛋白質(zhì)工程獲得的干擾素可以保存半年，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(jì)。

（4）分析圖解可知，圖中將某種生物的基因組DNA利用切限制酶割成一定大小的片段，并與合適的載體重組后導(dǎo)入宿主細(xì)胞進(jìn)行克隆。這些存在于所有重組體內(nèi)的基因組DNA片段的集合，即基因組文庫，它包含了該生物的所有基因。
故選A。

（5）含目的基因的外源DNA中含有限制酶PstⅠ、MseⅠ、EcoRⅠ的切割位點(diǎn)，其中EcoRⅠ酶的切割位點(diǎn)位于目的基因中，因此構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，不能用EcoRⅠ酶切割，應(yīng)該用限制酶PstⅠ、MseⅠ進(jìn)行切割，則對質(zhì)粒進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)該將限制酶EcoRⅠ的切割位點(diǎn)改造成限制酶MseⅠ的切割位點(diǎn)。因此，首先需要用限制酶EcoRⅠ切割，其次需要用DNA聚合酶將相應(yīng)的脫氧核苷酸序列連接上去，最后再用DNA連接酶連接形成限制酶MseⅠ的切割位點(diǎn)。