Question

【题目】科学家成功制备出“嫁接”了人胰岛素基因的工程菌，它能大量合成人胰岛素，用来治疗糖尿病，使胰岛素的生产成本大大降低。回答相关问题：

（1）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有_________、热稳定性DNA聚合酶、引物和4种脱氧核糖核苷三磷酸。已知DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，利用PCR技术以上图的DNA片段为模板扩增目的基因，需使用引物________（从A、B、C、D四种单链片段中选择）。

（2）利用某人的胰岛B细胞为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_______________________________________。

（3）人的基因中有内含子，转录后内含子对应的RNA序列会被切除，而大肠杆菌没有相应机制。故想让大肠杆菌表达出人胰岛素，应从________（填“cDNA文库”或“基因组文库”）中获得人胰岛素基因。

（4）分别从DNA重组和基因的表达角度分析基因工程能够成功的两个原因_______________________________、_________________________。

Answer 1

【答案】模板DNA BCcDNA文库中只含有胰岛B细胞已转录（或已表达）的基因，而基因组文库中含有这个人的全部基因cDNA文库不同生物的DNA分子的双螺旋结构相同生物界共用一套遗传密码

【解析】

本题以图文结合的形式，综合考查学生对基因工程的基本操作程序等相关知识的识记和理解能力，以及获取信息、分析问题的能力。

(1) PCR是一种在生物体外复制特定DNA片断的核酸合成技术，它是利用DNA双连复制的原理。利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有：模板DNA、热稳定性DNA聚合酶、引物和4种脱氧核糖核苷三磷酸。因DNA复制时，子链总是从5′向 3′方向延伸，而子链与模板链反向平行，所以利用PCR技术扩增目的基因时，可以从上图的A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C片段作为引物。

(2) 以某人的胰岛B细胞为材料，利用从该胰岛B细胞中提取的mRNA反转录产生的多种互补的cDNA 片段构建的cDNA文库中，只含有胰岛B细胞已转录（或已表达）的基因，而基因组文库中则含有这个人的全部基因，所以cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少。

(3)依题意并结合对(2) 的分析可知，“cDNA文库”中的基因不含内含子，而“基因组文库”中的基因含内含子，因此若要让大肠杆菌表达出人胰岛素，应从cDNA文库中获得人胰岛素基因。

(4) 基因工程实现了不同物种间的不同基因重组，其原因是不同生物的DNA分子的双螺旋结构相同；导入的目的基因能够在转基因生物的细胞中表达，其原因是生物界共用一套遗传密码。