Question

8．如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖作答．
（1）圖中基因工程的核心步驟是圖中的⑦ （填序號(hào)） 這一步驟的作用是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并且遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用．C除含目的基因外，還必須含有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因．
（2）能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成①過(guò)程？不能，為什么？皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)（或未轉(zhuǎn)錄），不能形成胰島素mRNA．
（3）過(guò)程②必需的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，圖中過(guò)程③④⑤是PCR技術(shù)技術(shù)．為使過(guò)程⑧更易進(jìn)行，可用鈣離子處理受體細(xì)胞．
（4）若A中共有a個(gè)堿基對(duì)，其中鳥(niǎo)嘌呤有b個(gè)，則③④⑤過(guò)程連續(xù)進(jìn)行4次，至少需提供胸腺嘧啶15（a-b）個(gè)．
（5）在利用A、B獲得C的過(guò)程中，常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割A(yù)和B，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶才可形成C．
（6）人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同，人體的生長(zhǎng)激素基因能在大腸桿菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)槎�者共用一套密碼子．目的基因?qū)�入大腸桿菌中后表達(dá)的過(guò)程是生長(zhǎng)激素基因→mRNA→生長(zhǎng)激素．

Answer 1

分析 mRNA是基因表達(dá)時(shí)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，依照DNA作為模板，以堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成mRNA．所以細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生某種mRNA的必要條件是該基因正在表達(dá)．但是人體的皮膚細(xì)胞顯然不會(huì)表達(dá)胰島素的基因，所以正常的人體皮膚細(xì)胞里是沒(méi)有mRNA的．

解答 解：（1）基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，即圖中的⑦，這一步驟使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并且遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用．重組質(zhì)粒中除含目的基因外，還必須含有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因．
（2）不能用皮膚細(xì)胞，過(guò)程1是從細(xì)胞中提取mRNA，這需要胰島細(xì)胞中提取出mRNA．人體的皮膚細(xì)胞高度分化，皮膚細(xì)胞沒(méi)有選擇性表達(dá)出胰島素基因的mRNA，所以不能表達(dá)出胰島素的mRNA．
（3）過(guò)程②表示的為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，遺傳信息傳遞為mRNA→DNA，因此需要的酶為逆轉(zhuǎn)錄酶．圖中過(guò)程③④⑤是PCR技術(shù)技術(shù)．過(guò)程③由雙鏈DNA形成單鏈DNA的過(guò)程，需要解旋酶和AT目的基因一般導(dǎo)入細(xì)菌這種受體細(xì)胞時(shí)，首先需要用鈣離子處理使其成為感受態(tài)細(xì)胞．
（4）A中共有a個(gè)堿基對(duì)即有2a個(gè)堿基，鳥(niǎo)嘌呤有b個(gè)，胸腺嘧啶為a-b個(gè)，那么連續(xù)復(fù)制4次所需胸腺嘧啶為（2⁴-1）（a-b）=15（a-b）．
（5）在利用AB獲得C的過(guò)程中，必須用同一種限制性內(nèi)切酶切割A(yù)和B，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶才可形成C．
（6）人的基因之所以能與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，原因是人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)相同，人體的生長(zhǎng)激素基因能在大腸桿菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)槎�者共用一套密碼子．目的基因?qū)�入大腸桿菌中后表達(dá)的過(guò)程是生長(zhǎng)激素基因→mRNA→生長(zhǎng)激素．
故答案為：
（1）⑦使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并且遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用     啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因
（2）不能　皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)（或未轉(zhuǎn)錄），不能形成胰島素mRNA
（3）逆轉(zhuǎn)錄　   PCR技術(shù)  鈣離子   　
（4）15（a-b）
（5）同一種限制性核酸內(nèi)切酶　相同的黏性末端　DNA連接酶
（6）人的基因與大腸桿菌DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)  （都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則）   相同二者共用一套密碼子   生長(zhǎng)激素基因→mRNA→生長(zhǎng)激素

點(diǎn)評(píng) 此題要求學(xué)生對(duì)中心法則中的相關(guān)過(guò)程（DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制）理解并能靈活運(yùn)用，對(duì)于學(xué)生一定多注意DNA復(fù)制過(guò)程中相關(guān)計(jì)算問(wèn)題，在這道題目中可看出基因工程中PCR技術(shù)也會(huì)涉及到這些計(jì)算．