Question

【题目】糖尿病已经成为危害人类健康的严重疾病之一，注射胰岛素是目前治疗糖尿病最为有效的途径和手段，如何生产优质而不昂贵的人胰岛素，是当下医疗界和制药界急需攻克的科学难题。如图为利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请回答：

（1）在基因表达载体中，____的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，并驱动基因转录出mRNA。

（2）图中细胞1是____细胞。过程②必需的酶是____。过程③④⑤为____技术扩增目的基因，此过程必需的酶是________。过程③断开的化学键名称为____，在体外进行PCR操作时，实现该过程的处理方法是____。能否利用人的皮肤细胞来完成过程①为什么？___________________。

（3）图中B的基本组成单位有____种；为便于重组DNA的鉴定和选择，图中C的组成必须有____；将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。为使过程⑧更易进行，可用____处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态（或使大肠杆菌处于感受态细胞状态）。由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率低，所以在转化后通常需要进行____操作。

（4）若过程⑨发生了变异，则此变异为____。过程⑩得到的人胰岛素需要体外加工才具有生物活性，原因是大肠杆菌___________________。

（5）目的基因在受体细胞中是否能转录出mRNA，可用____技术来检测。

Answer 1

【答案】 启动子 胰岛B 逆转录酶 PCR Taq酶（或热稳定DNA聚合酶） 氢键 加热变性 不能，皮肤细胞中的胰岛素基因未表达，不能形成胰岛素mRNA 4 标记基因 Ca2+（CaCl2） 筛选 基因突变 没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工 分子杂交

【解析】试题分析：据图分析，图中①表示从胰岛B细胞中获取胰岛素mRNA的过程；②为逆转录过程，A为胰岛素基因；③④⑤表示目的基因的扩增过程；⑥表示用限制酶切割运载体形成黏性末端的过程；⑦表示基因表达载体的构建过程；⑧表示将目的基因导入受体细胞的过程；⑨表示目的基因随着受体细胞的增殖和扩增；⑩是从培养液中获取胰岛素的过程。

（1）基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。

（2）图中细胞1产生了胰岛素mRNA,为胰岛B细胞；②为逆转录过程，需要逆转录酶的催化；③④⑤表示利用PCR技术扩增目的基因的过程，需要Taq酶（或热稳定DNA聚合酶）的参与，其中过程③表示解旋，断开的化学键为氢键，该过程的处理方法是加热变性。皮肤细胞中的胰岛素基因未表达，不能形成胰岛素mRNA，因此不能利用人的皮肤细胞来完成过程①。

（3）图中B表示质粒，化学本质是DNA，是由4种脱氧核苷酸组成的；C是重组质粒，其含有的标记基因，可以用于重组DNA的鉴定和选择；过程⑧表示将目的基因导入受体细胞的过程，一般要用钙离子处理大肠杆菌，或使大肠杆菌处于感受态细胞状态，便于重组质粒的导入；由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率低，所以在转化后通常需要进行筛选操作。

（4）过程⑨表示目的基因在原核生物体内扩增的过程，只能发生基因突变；由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工，因此过程⑩得到的人胰岛素需要体外加工才具有生物活性。

（5）目的基因在受体细胞中转录形成mRNA，可用分子杂交技术来检测。