Question

15．豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）．科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足．经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高．修饰和表达过程图所示：

请根据以上材料，回答下列问题：
（1）CpTI基因是基因工程中的目的基因，为减少工作量和盲目性，获取CpTI基因时应尽可能采用人工合成基因的方法，目前主要有两条途径：一是利用mRNA为模板合成所需基因，完成这一过程需要逆转录酶；二是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出目的基因结构中的外显子（填：“外显子”、“内含子”或“外显子和内含子”）的核苷酸序列，再通过化学方法合成目的基因．
（2）用化学方法合成的CpTI与豇豆体内的CpTI相比，前者的核苷酸数目少于后者的，主要原因是真核细胞的基因结构中存在内含子和非编码区．
（3）“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列之所以能修饰到CpTI上，是由于其基本组成单位是（四种）脱氧核苷酸，在①过程中，要使用DNA连接酶酶，②过程属于基因表达中的转录．
（4）个体生物学水平检测修饰后的CpTI基因是否表达的操作是让多种害虫食用水稻叶片．

Answer 1

分析 分析题文：豇豆中含有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因），而水稻中没有，因此可以利用基因工程的技术将该基因转移到水稻中．由于CpTI蛋白质在水稻细胞中积累量不足，因此需要经过图示过程的修饰．从图中看出，需要用限制酶对CpTI基因和修饰序列进行切割，然后再利用DNA连接酶将其连接，最终得到成功表达．

解答 解：（1）CpTI基因是基因工程中的目的基因，；为减少工作量和盲目性，获取CpTI基因时应尽可能采用人工合成基因的方法，目前主要有两条途径：一是利用mRNA为模板合成所需基因，完成这一过程需要逆转录酶；二是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出目的基因结构中的外显子（外显子能转录，而内含子转录形成的RNA在剪接过程中被去除）的核苷酸序列，再通过化学方法合成目的基因．
（2）用化学方法合成的CpTI没有非编码区和内含子，因此其核苷酸数目少于豇豆体内的CpTI．
（3）“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的化学本质是DNA，因此其基本组成单位是四种脱氧核苷酸；在①过程中，将不同DNA片段连接起来需要使用DNA连接酶；②为转录过程．
（4）个体生物学水平检测修饰后的CpTI基因是否表达的操作是让多种害虫食用水稻叶片．
故答案为：
（1）目的基因    逆转录    外显子
（2）少于     内含子和非编码区
（3）（四种）脱氧核苷酸     DNA连接酶    转录
（4）让多种害虫食用水稻叶片

点评 本题通过基因修饰和表达过程图考查基因工程的相关知识，意在考查考生的识图能力、识记能力和迁移应用能力，属于中等难度题．考生要能够识记基因工程中的工具酶，明确基因工程中的供体和受体；识记目的基因检测与鉴定中的个体水平的鉴定．