Question

干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，几乎能抵抗所有病毒引起的感染。它是一种抗病毒的特效药，并对治疗某些癌症也有一定的疗效。传统的干扰素生产方法成本高、产量低，获得的干扰素在体外不易保存。用生物技术手段可以解决这些问题。

Ⅰ．利用基因工程技术生产干扰素。

（1）从健康人体外周静脉血分离出能合成干扰素的细胞，从中提取_________，经逆转录获取目的基因。

（2）基因工程技术的核心步骤是_____，此过程需使用_____酶。

（3）若选择大肠杆菌作为受体细胞，常使用__________处理，使其成为_____细胞，在一定温度下完成转化。

（4）采用 PCR 技术可验证干扰素基因是否已经导入受体细胞。该 PCR 反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液（含 Mg²⁺）、水、4 种脱氧核苷酸、模板 DNA、_____和________。

（5）在培养液中培养一段时间后，经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用___________技术。

Ⅱ．利用蛋白质工程技术改造干扰素。

为解决干扰素在体外不易保存的问题，科学家通过分析干扰素中的氨基酸种类，尝试将其   分子中的个别氨基酸进行替换，以延长干扰素在体外的保存期。可见，若要改变蛋白质的功能，需先设计预期___________，再推测氨基酸序列，找到对应的脱氧核苷酸序列。但改造干扰素最终还需通过改变_________来实现。

Answer

mRNA 构建基因表达载体 限制酶、DNA 连接 Ca2+ 感受态 Taq 酶（热稳定的 DNA 聚合酶） 引物 抗原-抗体杂交 蛋白质结构 基因

【解析】

1、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。

2、蛋白质工程的基本途径：

（1）根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。

（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。

Ⅰ（1）逆转录过程需要从细胞中提取mRNA，在逆转录酶的作用下合成目的基因。

（2）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，需要限制酶和DNA连接酶。

（3）若选择大肠杆菌作为受体细胞，常使用Ca2+处理，使细胞处于一种能够吸收外界DNA的状态，称为感受态细胞。

（4）PCR的组成体系：扩增缓冲液（含 Mg2+）、水、4 种脱氧核苷酸、模板DNA、Taq 酶（热稳定的 DNA 聚合酶）和引物。

（5）产物的本质是蛋白质，所以可以利用抗原-抗体杂交技术。

Ⅱ蛋白质工程中如果要改变蛋白质的功能需要设计预期蛋白质结构；最终需要改变基因来实现。