Question

随着基因工程技术的日臻完善，人类可利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素．所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素-COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解．将该基因置于果实专一性启动子的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素．据此回答下列问题
（1）上述基因工程操作是采用

 

方法获得目的基因的．获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因中编码氨基酸的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，这是因为

 

．要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用

 

技术．该技术中使用的关键酶是

 

．
（2）根据上述描述，转基因操作时所用的载体是

 

，载体上的

 

可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．构建的基因表达载体中应含有

 

（从下列选项中选择）．
①目的基因    ②内质网滞留序列   ③果实专一性启动子    ④引物   ⑤标记基因   ⑥终止子       ⑦终止密码子   ⑧起始密码
（3）如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用

 

技术．该技术中使用的基因探针也可以用来检测

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答： 解：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成”可知，上述基因工程操作是采用人工合成方法获得目的基因的．由于密码子具有简并性，因此获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因中编码氨基酸的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同．PCR技术可在体外大量扩增目的基因；由于PCR技术在较高的温度下进行，因此该技术中使用的关键酶是热稳定性DNA聚合酶（或Taq酶）．
（2）根据题干信息可知，该过程中采用了农杆菌转化法，其原理是农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上．基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子．
（3）检测受体细胞中是否存在目的基因可采用DNA分子杂交技术．该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA．
故答案为：
（1）人工合成   密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同   PCR  热稳定性DNA聚合酶（或Taq酶）
（2）农杆菌的Ti质粒    T-DNA    ①③⑤⑥
（3）DNA分子杂交   目的基因是否转录出mRNA

点评：本题以利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素为题材，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤及应用，能结合题中信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．