Question

【題目】下圖所示過程為科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達。據圖回答：

（1）圖中過程(1)表示的是采取______的方法來獲取目的基因。獲得目的基因后，如果想快速提高其數量，可以采用______技術對相應的DNA片段進行擴增，擴增原理是____________,該技術需要_______________________條件（寫出四個）

（2）圖中過程(2)是基因工程的第二步，即：________________________。

（3）圖中過程(3)是用人工方法，使體外重組的DNA分子轉移到受體細胞內，一般將受體大腸桿菌B用_________處理，使細胞處于能吸收外源DNA的生理狀態，這種細胞稱為_________細胞，再與溶于緩沖液的表達載體混合，在一定的溫度下完成轉化。

（4）檢測大腸桿菌B是否導入了質粒或重組質粒，可采用的方法是將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培養基上，能夠生長的，說明已導入了質粒A或重組質粒，反之則沒有導入，原因是普通質粒A和重組質粒上都有_____________。

（5）如果把導入了普通質粒A或重組質粒的大腸桿菌，放在含有四環素的培養基上培養，出現的現象是有的能生長，有的不能生長,其中導入重組質粒的細菌______（能/不能）生長。

（6）檢測目的基因是否表達出相應蛋白質，應采取_______________________技術。

Answer 1

【答案】逆轉錄PCR技術DNA雙鏈復制Taq酶、引物、dNTP、模板構建基因表達載體鈣離子（CaCl2）感受態抗氨芐青霉素基因不能抗原-抗體雜交

【解析】

本題考查基因工程，考查對基因工程操作步驟的理解和識記。解答此題，可根據圖示判斷（1）（2）（3）所代表的基因工程步驟，根據圖示判斷目的基因插入質粒的位置，從而根據標記基因的表達情況判斷受體細胞中是否含有目的基因。

（1）圖中過程(1)由人生長激素的mRNA合成人生長激素基因，表示逆轉錄過程。通過PCR技術可對人生長激素基因進行擴增。PCR擴增依據DNA雙鏈復制的原理,在體外大量復制DNA，除需要模板和原料dNTP外，該技術還需要引物和熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）的催化。

（2）圖中過程(2)將目的基因和質粒剪接為重組質粒，屬于基因工程的第二步，即構建基因表達載體，以便目的基因在受體細胞內穩定復制并表達。

（3）重組的DNA分子轉移到大腸桿菌內，一般將大腸桿菌B用鈣離子（CaCl2）處理，增大細胞壁的通透性，使細胞處于能吸收外源DNA的生理狀態，這種細胞稱為感受態細胞。

（4）據圖可知，目的基因插入質粒的四環素抗性基因中，質粒中的抗氨芐青霉素基因未被破壞，由于普通質粒A和重組質粒上都有抗氨芐青霉素基因，所以在含有氨芐青霉素的培養基上能夠生長的大腸桿菌，應是導入了質粒A或重組質粒。

（5）目的基因插入質粒的四環素抗性基因中，四環素抗性基因被破壞，導入重組質粒的細菌將不能在含有四環素的培養基上生長。

（6）檢測目的基因是否表達出相應蛋白質，是在分子水平上進行檢測，應采取抗原-抗體雜交技術。

	體內DNA復制	PCR反應
解旋	在解旋酶作用下，細胞提供能量，部分解開	加熱至90 ℃，雙鏈全部解開，不需要解旋酶
引物	一小段RNA	可以是RNA或單鏈DNA分子片段
合成子鏈	在引物基礎上，一條鏈連續合成，另一條鏈不連續合成	分別從兩條鏈的引物端開始，都是連續合成，控制溫度72 ℃
特點	邊解旋邊復制，半保留復制	體外迅速擴增
Taq DNA聚合酶	不需要	需要
循環次數	受生物體自身控制	30多次
相同點	生物體內的DNA復制和PCR體外DNA擴增都需要模板、四種脫氧核苷酸，且都需要在一定的緩沖溶液中進行