Question

20．胰島素是治療糖尿病的重要藥物．現(xiàn)利用基因工程技術(shù)讓大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素．圖為大腸桿菌質(zhì)粒，tet^R和amp^R分別是四環(huán)素抗性基因和青霉素抗性基因．請(qǐng)據(jù)圖作答．
（1）獲取目的基因時(shí)，應(yīng)從人的cDNA（基因組/cDNA）文庫(kù)中獲取，這樣做的原因是cDNA（中無(wú)內(nèi)含子序列，）能夠在大腸桿菌中表達(dá)出正確的蛋白質(zhì)．假設(shè)人胰島素基因中不含EcoRI、BamHI和Hind III限制酶的酶切位點(diǎn)，在獲取目的基因后，應(yīng)在目的基因兩端添加BamHI和EcoRI限制酶的識(shí)別序列再進(jìn)行酶切，就能保證把目的基因定向插入到質(zhì)粒中，而且還能防止目的基因自身環(huán)化．
（2）在重組成功后，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌常用感受態(tài)細(xì)胞（Ca²⁺處理細(xì)胞）法；選用大腸桿菌作受體細(xì)胞的原因是繁殖快、是單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等．
（3）天然人胰島素不耐儲(chǔ)存，可使用蛋白質(zhì)工程對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造．蛋白質(zhì)工程的基本途徑為：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列．

Answer 1

分析 1、將目的基因?qū)�人微生物�?xì)胞
（1）原核生物特點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等．（也是常用原核生物作為受體的原因）
（2）轉(zhuǎn)化：用Ca²⁺處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合（在緩沖液中）→一定溫度下，感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化．
2、cDNA文庫(kù)和基因文庫(kù)的比較表：

文庫(kù)類型	cDNA	基因組文庫(kù)
文庫(kù)大小	小	大
基因中啟動(dòng)子	無(wú)	有
基因中內(nèi)含子	無(wú)	有
基因多少	某種生物的部分基因	某種生物的全部基因
物種間的基因交流	可以	部分基因可以

解答 解：（1）分析題意可知，受體細(xì)胞為大腸桿菌，由于大腸桿菌屬于原核生物，原核生物基因中沒(méi)有內(nèi)含子，因此獲取目的基因時(shí)，應(yīng)從人的cDNA文庫(kù)中獲取，這樣做能夠在大腸桿菌中表達(dá)出正確的蛋白質(zhì)．假設(shè)人胰島素基因中不含EcoRI、BamHI和Hind III限制酶的酶切位點(diǎn)，在獲取目的基因后，應(yīng)在目的基因兩端添加BamH I 和EcoR I限制酶的識(shí)別序列再進(jìn)行酶切，就能保證把目的基因定向插入到質(zhì)粒中，而且還能防止目的基因自身環(huán)化．
（2）在重組成功后，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌常用感受態(tài)細(xì)胞（Ca²⁺處理細(xì)胞）法；選用大腸桿菌作受體細(xì)胞的原因是繁殖快、是單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等．
（3）天然人胰島素不耐儲(chǔ)存，可使用蛋白質(zhì)工程對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造．蛋白質(zhì)工程的基本途徑為：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列．
故答案為：
（1）cDNA    cDNA（中無(wú)內(nèi)含子序列，）能夠在大腸桿菌中表達(dá)出正確的蛋白質(zhì)
BamH I 和EcoR I限制酶               自身環(huán)化
（2）感受態(tài)細(xì)胞（Ca²⁺處理細(xì)胞）    繁殖快、是單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等
（3）從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)       推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的操作過(guò)程示意圖，考查基因工程、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、細(xì)胞分化等知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的工具及操作步驟，能準(zhǔn)確判斷圖中各過(guò)程或物質(zhì)的名稱；識(shí)記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程，掌握密碼子的特點(diǎn)，能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)結(jié)合圖中信息答題．