Question

【題目】干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，對新冠病毒的防治有重要作用。用基因工程獲得的工程酵母菌可以生產人類干擾素，請回答關于基因工程的有關問題：

（1）人類干擾素基因能和酵母菌的質粒拼接成功的原因是_________________，從而實現重組。干擾素的本質是一種糖蛋白，該工程中使用酵母菌做受體細胞比大腸桿菌更好，原因是__________________。檢測干擾素基因是否轉錄出相應的mRNA的方法是__________________，這是它能否發(fā)揮功能的第一步。

（2）要獲得更多人類干擾素基因可用PCR擴增技術，在PCR擴增儀中不斷被消耗的物質有__________________。PCR反應過程中，DNA加熱解旋后冷卻，引物與__________________結合，然后在DNA聚合酶作用下延伸子鏈。

（3）干擾素在體外保存相當困難，如果利用蛋白質工程獲得的干擾素可以保存半年，蛋白質工程的目標是____________________________________。

（4）觀察分析下圖，該圖表示的過程是（_____）

A．構建基因組文庫B．構建cDNA文庫

C．構建基因表達載體D．構建轉基因工程菌

（5）三種限制酶的識別序列及切割位點如圖所示：

MseⅠ	PstⅠ	EcoRⅠ

若要用如圖質粒和外源DNA構建重組質粒，首先需要使用圖中限制酶___________，還需DNA聚合酶和DNA連接酶，對質粒進行改造，構建新的限制酶酶切位點。

Answer 1

【答案】人類干擾素基因和酵母菌的質粒具有相同的化學組成和空間結構 大腸桿菌中沒有內質網、高爾基體，不能對干擾素進行加工和分泌 分子雜交技術 引物和4種脫氧核苷酸（dNTP） 單鏈相應互補序列（或互補DNA鏈或模板鏈） 根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計 A EcoRⅠ

【解析】

基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構建：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）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導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檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質抗原抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）人類干擾素基因能和酵母菌的質粒拼接成功的原因是人類干擾素基因和酵母菌的質粒具有相同的化學組成和空間結構，從而實現重組。干擾素的本質是一種糖蛋白，該工程中使用酵母菌做受體細胞比大腸桿菌更好，原因是大腸桿菌是原核生物，細胞中沒有內質網、高爾基體，不能對干擾素進行加工和分泌。檢測干擾素基因是否轉錄出相應的mRNA的方法是分子雜交技術，這是它能否發(fā)揮功能的第一步。

（2）要獲得更多人類干擾素基因可用PCR擴增技術，在PCR擴增儀中不斷被消耗的物質有引物和4種脫氧核苷酸（dNTP）。PCR反應過程中，DNA加熱解旋后冷卻，引物與單鏈相應互補序列（或互補DNA鏈或模板鏈）結合，然后在DNA聚合酶作用下延伸子鏈。

（3）干擾素在體外保存相當困難，如果利用蛋白質工程獲得的干擾素可以保存半年，蛋白質工程的目標是根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。

（4）分析圖解可知，圖中將某種生物的基因組DNA利用切限制酶割成一定大小的片段，并與合適的載體重組后導入宿主細胞進行克隆。這些存在于所有重組體內的基因組DNA片段的集合，即基因組文庫，它包含了該生物的所有基因。
故選A。

（5）含目的基因的外源DNA中含有限制酶PstⅠ、MseⅠ、EcoRⅠ的切割位點，其中EcoRⅠ酶的切割位點位于目的基因中，因此構建基因表達載體時，不能用EcoRⅠ酶切割，應該用限制酶PstⅠ、MseⅠ進行切割，則對質粒進行改造時，應該將限制酶EcoRⅠ的切割位點改造成限制酶MseⅠ的切割位點。因此，首先需要用限制酶EcoRⅠ切割，其次需要用DNA聚合酶將相應的脫氧核苷酸序列連接上去，最后再用DNA連接酶連接形成限制酶MseⅠ的切割位點。