Question

【題目】凝乳酶是奶酪生產中的關鍵性酶．從牛胃液中分離到的凝乳酶以催化能力強而被廣泛應用，研究人員運用基因工程技術，將編碼該酶的基因轉移到了微生物細胞中．

（1）科學家已經測出該酶的氨基酸序列，因此可以通過_________方法來獲取目的基因．獲得目的基因后，常利用_________技術在體外將其大量擴增。

（2）構建重組DNA分子（如圖所示）最好選用__________酶和_____________酶同時切，理由是_________________________________________。

（3）工業化生產過程中，最初多采用重組大腸桿菌或芽孢桿菌生產凝乳酶，現多采用重組毛霉或重組的酵母菌來生產，毛霉或酵母菌作為受體細胞的優勢是含有_____和_______（細胞器），可對蛋白質進行加工和修飾。

（4）研究發現，如果將該凝乳酶20位和24位氨基酸改變為半胱氨酸，其催化能力將提高2倍．科學家可以生產上述高效凝乳酶的現代生物工程技術是_____________．

Answer 1

【答案】 化學合成 PCR BamHⅠ PstⅠ 防止自身的黏性末端連接，防止目的基因與載體反向連接 內質網 高爾基體 蛋白質工程

【解析】基因工程技術的四大基本步驟和方法分別是：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細胞法；④目的基因的檢測與鑒定：包括分子水平上的檢測和個體水平上的鑒定。分子水平上的鑒定又包括檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術；個體水平上的鑒定包括抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）由于已經測出該酶的氨基酸序列，故可推測出相應的RNA和DNA的序列，因此可以通過化學合成方法來獲取目的基因。獲得目的基因后，常利用 PCR技術在體外將其大量擴增。

（2）由圖示可知，質粒和外源DNA中共同含有且不會破壞目的基因的限制酶是BamH I和Pst I，因此構建重組DNA分子最好選用BamH I和Pst I限制酶，這樣既可以防止自身的黏性末端環化連接，也可防止目的基因與載體反向連接。

（3）重組毛霉和酵母菌較重組大腸桿菌或芽孢桿菌作為受體細胞的優勢是毛霉為真核微生物，含有內質網和高爾基體，可對蛋白進行加工和修飾。

（4）蛋白質工程改造蛋白質結構的步驟：通過分析想要的蛋白質的功能，預測蛋白質應有的結構，然后根據蛋白質的結構逆向推測控制該蛋白質合成的基因的堿基組成及排列順序，最后將改造后的目的基因導入受體細胞，從而轉錄翻譯得出目的蛋白。所以科學家為了生產高效凝乳酶，則可采用蛋白質工程技術達到目的。