Question

【題目】基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段。如圖是基因工程示意圖，回答下列問題：

（1）通過PCR技術(shù)進行目的基因擴增時，要有一段已知目的基因的核苷酸序列為前提，其作用是___________________________________。

（2）人工合成的目的基因必須拼接______________后才可能在宿主細胞中得以表達。進行①過程時，需用的基本工具是________________________。

（3）圖中已轉(zhuǎn)化的宿主細胞指的是_______________。若圖中宿主細胞為動物細胞，②過程的基本操作時需采用____________（儀器名稱）進行顯微注射；若圖中宿主細胞為大腸桿菌，一般情況下②過程不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞，原因是________________________。

（4）基因工程的先導(dǎo)是艾弗里等人的工作，艾弗里等人通過不同類型肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗證明了__________________（答出兩點）。

Answer 1

【答案】合成引物 啟動子、終止子 DNA連接酶 已導(dǎo)入目的基因并且目的基因能穩(wěn)定遺傳和表達的細胞 顯微注射儀 未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒（外源DNA）的能力弱 生物的遺傳物質(zhì)是DNA，DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體

【解析】

1.基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2.①過程為基因表達載體的構(gòu)建，需要將切割好的目的基因和質(zhì)粒連接，②過程為將目的基因?qū)�入受體細胞。

（1）通過PCR技術(shù)進行目的基因擴增時，耐高溫的DNA聚合酶只能從引物的末端連接單個脫氧核苷酸，故需要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。

（2）目的基因是編碼蛋白質(zhì)的序列或調(diào)控因子，不包含非編碼序列的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，故人工合成的目的基因必須拼接啟動子、終止子后，才可能在宿主細胞中得以表達。①過程為基因表達載體的構(gòu)建，需要將切割好的目的基因和質(zhì)粒連接，故進行①過程時，需用的基本工具是DNA連接酶。

（3）圖中已轉(zhuǎn)化的宿主細胞指的是已導(dǎo)入目的基因并且目的基因能穩(wěn)定遺傳和表達的細胞。若圖中宿主細胞為動物細胞，常用顯微注射法將目的基因?qū)�入動物細胞，故②過程的基本操作時需采用顯微注射儀進行顯微注射；若圖中受體細胞是大腸桿菌（微生物），由于未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒（外源DNA）的能力弱，則需要用鈣離子處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細胞。

（4）基因工程的先導(dǎo)是艾弗里等人的工作，艾弗里等人通過肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，該實驗中S型肺炎雙球菌的DNA能使R型活菌轉(zhuǎn)化為S型活菌，說明S型肺炎雙球菌的DNA能進入R型活菌，能使其發(fā)生穩(wěn)定性轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是DNA，證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA，DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。