Question

15．凝乳酶是奶酪生產(chǎn)中的關鍵性酶，研究人員利用基因工程技術，將編碼該酶的基因轉移到了微生物細胞中并使之表達．如圖表示EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三種限制酶在質(zhì)粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位點．回答下列問題：

（1）根據(jù)圖中EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三種限制酶的切割位點分析，該工程中最不適宜用來切割外源DNA獲取目的基因的限制酶是EcoRⅠ，原因是EcoRⅠ會破壞外源DNA中的目的基因．將切割后的質(zhì)粒和目的基因連接起來需要DNA連接酶酶．構建好的重組質(zhì)粒在目的基因前要加上特殊的啟動子，它是RNA聚合酶識別和結合的部位．
（2）工業(yè)化生產(chǎn)過程中，若采用重組大腸桿菌生產(chǎn)凝乳酶，該過程中將目的基因?qū)�人大腸桿菌前，常常用Ca²⁺處理細胞，使之處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細胞稱為感受態(tài)細胞．
（3）研究發(fā)現(xiàn)，如果將該凝乳酶第20位和第24位氨基酸改變?yōu)榘腚装彼幔�其催化能力將提�?倍．科學家可以生產(chǎn)上述高效凝乳酶的現(xiàn)代生物工程技術是蛋白質(zhì)工程．該生物工程技術對蛋白質(zhì)結構的設計和改造，必須通過基因來完成，原因是蛋白質(zhì)的結構是由基因決定．

Answer 1

分析 基因工程技術的基本步驟：
（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?qū)�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?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�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：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(zhì)--抗原-抗體雜交技術．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）由于EcoRⅠ會破壞外源DNA中的目的基因，因此該工程中最不適宜用來切割外源DNA獲取目的基因的限制酶是 EcoRⅠ；將切割后的目的基因和運載體連接起來需要DNA連接酶；啟動子是RNA聚合酶識別和結合的位點，能啟動轉錄過程．
（2）受體細胞是微生物，將目的基因?qū)�入受體細胞，常用Ca²⁺處理細胞，使之轉化為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細胞．
（3）考查蛋白質(zhì)工程改造蛋白質(zhì)結構的步驟．通過分析想要的蛋白質(zhì)的功能，預測蛋白質(zhì)應有的結構，然后根據(jù)蛋白質(zhì)的結構逆向推測控制該蛋白質(zhì)合成的基因的堿基組成及排列順序．由于蛋白質(zhì)的結構是由基因決定的，因此蛋白質(zhì)工程技術對蛋白質(zhì)結構的設計和改造，必須通過基因來完成．
故答案為：
（1）EcoRⅠEcoRⅠ會破壞外源DNA中的目的基因      DNA連接酶      RNA聚合酶
（2）Ca²⁺     吸收周圍環(huán)境中DNA分子
（3）蛋白質(zhì)工程       蛋白質(zhì)的結構是由基因決定

點評 本題考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的操作工具及具體的操作步驟，掌握各步驟中的相關細節(jié)，能結合題干信息準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．