Question

【題目】凝乳酶是奶酪生產(chǎn)中的關(guān)鍵性酶，研究人員利用基因工程技術(shù)，將編碼該酶的基因轉(zhuǎn)移到了微生物細(xì)胞中并使之表達(dá)。如圖表示EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三種限制酶在質(zhì)粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位點(diǎn)．回答下列問題：

（1）根據(jù)圖中EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三種限制酶的切割位點(diǎn)分析，該工程中最不適宜用來切割外源DNA獲取目的基因的限制酶是_____，將切割后的質(zhì)粒和目的基因連接起來需要_____酶．構(gòu)建好的重組質(zhì)粒在目的基因前要加上特殊的啟動(dòng)子，它是_____識(shí)別和結(jié)合的部位。

（2）工業(yè)化生產(chǎn)過程中，若采用重組大腸桿菌生產(chǎn)凝乳酶，該過程中將目的基因?qū)�人大腸桿菌前，常常用_____處理細(xì)胞，使之處于一種能吸收周圍環(huán)境中的DNA分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為_____細(xì)胞。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，如果將該凝乳酶第20位和第24位氨基酸改變?yōu)榘腚装彼�，其催化能力將提�?/span>2倍。科學(xué)家可以生產(chǎn)上述高效凝乳酶的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是_____。該生物工程技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改造，必須通過基因來完成，原因是_____。

Answer 1

【答案】EcoRⅠ DNA連接酶 RNA聚合酶 Ca2+ 感受態(tài) 蛋白質(zhì)工程 基因決定蛋白質(zhì)

【解析】

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(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)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�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)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(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA﹣﹣分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)﹣﹣抗原﹣抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）含有目的基因的外源DNA分子上含有EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三種限制酶的切割位點(diǎn)，其中EcoRⅠ的切割位點(diǎn)位于目的基因上，用該酶切割會(huì)破壞目的基因，因此不能用該酶切割；將切割后的質(zhì)粒和目的基因連接起來需要DNA連接酶．啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。

（2）將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法，即用Ca2+處理細(xì)胞，使之處于一種能吸收周圍環(huán)境中的DNA分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞。

（3）生產(chǎn)上述高效凝乳酶需要對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，因此需要采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)；由于基因決定蛋白質(zhì)，因此該生物工程技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改造，必須通過基因來完成。