Question

【題目】重組DNA技術使實驗上從基因到蛋白和從蛋白到基因都成為可能。從少量的純化蛋白可得到部分的氨基酸序列，這為獲取目的基因提供了序列信息。一旦該基因被分離并測序，它的蛋白編碼序列就可用于設計一個DNA分子，然后在遺傳工程化細胞中產生蛋白質產物。這樣就可以在生化或者結構上研究該蛋白質了。該基因還可以經過操作后轉入細胞或者生物體內研究其功能。據圖回答下列問題：

（1）由圖可知，獲取目的基因序列的方法可以是________________________。

（2）如果從cDNA文庫中獲取目的基因，需要對cDNA文庫進行篩選，其原因是_______________。

（3）大腸桿菌作為受體細胞，一般用Ca2+進行處理，使之變成_______細胞。

（4）PCR擴増基因的前提是：根據已知目的基因的序列合成__________，還需要在________的作用下進行延伸。

（5）合成的探針與轉基因生物的基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，則表明__________。

（6）該技術使科學家可以設計一個新的DNA，進而產生大量蛋白質，研究其功能，這就是二代基因工程—____________，它是以蛋白質分子的________及其與生物_________的關系作為基礎。

Answer 1

【答案】通過PCR或者cDNA文庫、基因組文庫獲取 不同細胞不同時期提取的mRNA數量、種類不同，構建的cDNA文庫不同 感受態（易于吸收外源DNA狀態的） 引物 Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶、熱穩定DNA聚合酶） 目的基因已插入染色體DNA中（受體細胞含有目的基因、目的基因已導入受體細胞） 蛋白質工程 結構規律 功能

【解析】

基因工程的操作步驟：獲取目的基因（基因文庫、PCR、人工合成）；構建基因表達載體（含標記基因、啟動子、終止子、目的基因、復制原點等）；把目的基因導入受體細胞（顯微注射法、農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法、鈣離子處理法）；目的基因的檢測和鑒定（分子水平和個體水平檢測，前者包括DNA分子雜交、分子雜交和抗原抗體雜交；后者如抗蟲抗病接種實驗）。

（1）由圖可知，可以通過PCR或者cDNA文庫、基因組文庫獲取目的基因。

（2）不同細胞不同時期提取的mRNA數量、種類不同，構建的cDNA文庫不同故要想從cDNA文庫中獲取目的基因，需要對cDNA文庫進行篩選。

（3）大腸桿菌作為受體細胞，需要用Ca2+進行處理，使之變成感受態細胞，該狀態易于吸收外源DNA。

（4）PCR擴増前，需要根據已知目的基因的序列合成引物，需要耐高溫的DNA聚合酶催化子鏈延伸。

（5）探針根據目的基因合成，可以用DNA分子雜交法鑒定目的基因是否插入染色體DNA中，若出現雜交帶，說明目的基因已經成功插入受體細胞。

（6）二代基因工程即蛋白質工程，它是以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，根據氨基酸序列推出相應的DNA中的脫氧核苷酸序列，合成具有特定功能的蛋白質。