Question

[生物—选修3生物技术实践]（15分）

材料一   人类可利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素-COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于果实专一性启动子的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。

材料二：T₄溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T₄溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T₄溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T₄溶菌酶的耐热性。

（1）材料一中基因工程操作是采用___________方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因中编码氨基酸的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，这是因为_____________________________。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用____________技术。

（2）根据上述描述，转基因操作时所用的载体是_____________________，载体上的____________可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。

（3）材料二属于                工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对            进行改造，或制造一种              的技术。

Answer

（除注明外每空2分，15分）

（1）人工合成（1分） 密码子具有简并性（或一种氨基酸有多个密码子），基因序列不同，蛋白质可以相同 PCR （2）农杆菌的Ti质粒 T–DNA

（3）（每空1分）蛋白质 现有蛋白质 新蛋白质

【解析】

试题分析：（1）由题意“所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成”可知，材料一中基因工程操作是采用人工合成的方法来获得目的基因。由于密码子具有简并性（或一种氨基酸有多个密码子），碱基序列不同的基因可以编码出相同的蛋白质，所以获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因中编码氨基酸的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同。欲在体外扩增目的基因，可以采用PCR技术。

（2）依题意“……通过农杆菌介导的方法转入番茄中”可知，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T–DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。

（3）由题意“科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸”可知，材料二属于蛋白质工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术。

考点：本题考查基因工程、基因指导蛋白质的合成、蛋白质工程的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。