Question

19．下面是一項“利用轉基因番茄生產人胰島素的方法”的專利摘要，請回答：本發(fā)明利用轉基因番茄作為生物反應器生產人胰島素．所用的人胰島素基因是依據(jù)植物“偏愛”的密碼子來設計所含的密碼子，通過人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰島素-COOH端加上KDEL內質網滯留序列，避免胰島素在植物細胞中的降解．將該基因置于CaMV 35S啟動子和果實專一性啟動子2A12的驅動之下通過農桿菌介導的方法轉入番茄中，在番茄的果實中表達人胰島素．
（1）本專利是采用人工合成方法獲得目的基因的．獲得的人胰島素基因與人體細胞中胰島素基因的堿基序列不同，但兩者所編碼的蛋白質中氨基酸序列相同，原因密碼子具有簡并性，基因序列不同，蛋白質可以相同．要想在體外獲得大量該目的基因的片段，可以采用PCR技術．該技術中使用的關鍵酶是熱穩(wěn)定性DNA聚合酶；原料是四種游離的脫氧核苷酸．
（2）根據(jù)上述摘要，轉基因操作時所用的載體是農桿菌的Ti質粒，載體上的T-DNA可以轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．構建的基因表達載體中含有：①②③⑤⑧（從下列選項中選擇）．
①目的基因   ②CaMV 35S啟動子   ③果實專一性啟動子2A12   ④引物  ⑤標記基因  ⑥內含子滯留序列  ⑦終止密碼子  ⑧終止子
（3）如果要檢測在受體細胞中是否存在目的基因可采用DNA分子雜交技術．該技術中使用的基因探針也可以用來檢測目的基因是否轉錄出mRNA．還可以從個體水平進行鑒定．

Answer 1

分析 基因工程技術的基本步驟：
1、目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
2、基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
3、將目的基因導入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
4、目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息“所用的人胰島素基因是依據(jù)植物偏愛的密碼子來設計所含的密碼子，通過某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本專利是采用人工合成方法獲得目的基因．由于密碼子具有簡并性，即使基因序列不同，但其控制合成的蛋白質可以相同，因此獲得的人胰島素基因與人體細胞中胰島素基因的堿基序列不同，但兩者所編碼的蛋白質中氨基酸序列相同．PCR技術可以在體外大量擴增目的基因片段，PCR技術是在較高溫度環(huán)境中進行的，因此該技術中使用的關鍵酶是熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）；原料是四種游離的脫氧核苷酸．
（2）根據(jù)題干信息“通過農桿菌介導的方法”可知，轉基因操作時所用的載體是農桿菌的Ti質粒，載體上的T-DNA可以轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．基因表達載體包括啟動子（CaMV 35S啟動子和果實專一性啟動子2A12）、目的基因、標記基因和終止子．
（3）要檢測在受體細胞中是否存在目的基因，可采用DNA分子雜交技術；該技術中使用的基因探針也可以用來檢測目的基因是否轉錄出mRNA；還可以從個體水平上進行鑒定．
故答案為：
（1）人工合成   密碼子具有簡并性，基因序列不同，蛋白質可以相同    PCR    熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）  四種游離的脫氧核苷酸
（2）農桿菌的Ti質粒   T-DNA   ①②③⑤⑧
（3）DNA分子雜交       目的基因是否轉錄出mRNA      個體

點評 本題以“利用轉基因番茄生產人胰島素的方法”的專利摘要為題材，考查基因工程和植物細胞工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，識記植物組織培養(yǎng)的原理及應用，能結合題中信息準確答題．