Question

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段。如图是基因工程示意图，请据图回答下列问题：

（1）从基因文库中提取的目的基因通过PCR技术进行扩增时，所用的酶与细胞内同类酶的差异在于该酶______________。

（2）进行①过程时，需用______________酶切开载体以插入目的基因。若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过表达载体而不能直接将目的基因导人受体细胞，原因是应___________________（答出两点即可）。

（3）若图中宿主细胞为大肠杆菌，一般情况下②过程不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________；已转化的宿主细胞（大肠杆菌）指的是____________________________。

（4）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用______________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加______________的抑制剂。

Answer

耐高温（或具有热稳定性） 限制（或限制性核酸内切） 目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子目的基因无表达所需的终止子 未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力弱 已导入目的基因并且目的基因能稳定遗传和表达的细胞 蛋白酶缺陷型 蛋白酶

【解析】

基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因−−DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA−−分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）利用PCR技术扩增目的基因时，需要特殊的耐高温的DNA聚合酶。

（2）在构建基因表达载体时，需用限制酶将载体切开，以便目的基因的插入；若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过表达载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子和终止子。

（3）若受体细胞是大肠杆菌（微生物），由于未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力弱，则需要用钙离子处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞；已转化的宿主细胞（大肠杆菌）指的是已导入目的基因并且目的基因能稳定遗传和表达的细胞。

（4）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解，为防止蛋白质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。