Question

【题目】α-1抗胰蛋白酶（α-1—AT）是人类血浆中最重要的蛋白酶抑制剂，其主要作用是保护机体正常细胞和器官不受蛋白酶的损伤，抑制感染和炎症，维持机体内环境的平衡。下图是以基因工程技术获取重组α-1抗胰蛋白酶（HumanA1AT）的两种方法。回答下列问题：

（1）为获取α-1—AT基因，可采集人的血液，提取合成总cDNA，然后以cDNA为模板，采用PCR技术扩增α-1—AT基因，该技术需要的酶是____。

（2）已知α-1抗胰蛋白酶需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。据此推导，方法____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）具有优势，其优势是_____。

（3）若要检测小麦胚乳细胞或大肠杆菌细胞中是否翻译出HumanA1AT，可用的检测物质是HumanA1AT的________（填“基因”或“抗体”）。

（4）b过程中，可用_____处理小麦细胞，吸引农杆菌移向小麦受体细胞，有利于α-1—AT基因转化成功。将α-1—AT基因导入大肠杆菌细胞时，可用____处理细胞，使其变为感受态细胞。

（5）若要对α-1抗胰蛋白酶进行改造，提高其耐储存特性，可根据其分子的_____关系，通过对α-1抗胰蛋白酶基因进行基因修饰等操作实现对α-1抗胰蛋白酶的改造。

Answer 1

【答案】热稳定DNA聚合酶（Taq酶） Ⅰ 小麦属于真核生物，具有膜系统，能对初始Human A1AT多肽进行高效加工 抗体 酚类化合物 Ca2+（或CaCl2） 结构规律及其与生物功能

【解析】

1、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：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。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）利用PCR技术扩增DNA时所需的条件：引物、模板DNA（目的基因或A基因）、原料（4种脱氧核糖核苷酸）和热稳定DNA聚合酶、能量等。

（2）α-1抗胰蛋白酶需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性，因此方法Ⅰ具有优势，因为小麦属于真核生物，具有膜系统，能对初始Human A1AT多肽进行高效加工，而大肠杆菌属于原核生物，只有细胞膜，没有膜系统，不能对初始Human A1AT多肽进行加工形成有活性的酶。

（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质用的是抗原-抗体杂交技术，因此可用的检测物质是HumanA1AT的抗体。

（4）当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，可用酚类化合物处理小麦细胞，吸引农杆菌移向小麦受体细胞，有利于α-1—AT基因转化成功；将α-1—AT基因导入大肠杆菌细胞时，可用Ca2+（或CaCl2）处理细胞，使其变为感受态细胞。

（5）若要对α-1抗胰蛋白酶进行改造，提高其耐储存特性，可根据其分子的结构规律及其与生物功能的关系，通过对α-1抗胰蛋白酶基因进行基因修饰等操作实现对α-1抗胰蛋白酶的改造。