Question

某研究所根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，将其拼接成为人胰岛素基因，并将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下，通过农杆菌介导的方法转人番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。并且在胰岛素一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。回答下列问题：

（1）该科研所使用的人胰岛素基因是采用______________的方法获得。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用____________技术。该技术中使用的关键酶是________________________ 。

（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。构建的基因表达载体中应含有的结构有CaMV35S启动子、终止子、复制原点、果实专一性启动子、____________________________________。

（3）如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用___________________技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测________________________ 。

（4）吃这种转基因番茄不能治疗人类的I型糖尿病（由体内胰岛素分泌不足引起），从人体相关生理分析原因可能是_____________________________________________。

Answer

人工合成 PCR 热稳定性DNA聚合酶（或Taq酶） 农杆菌的Ti质粒 T-DNA 标记基因、目的基因 DNA分子杂交 目的基因是否转录出mRNA 胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用

【解析】试题分析：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：（1）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．（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）根据题干信息“某研究所根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，将其拼接成为人胰岛素基因”可知，上述基因工程操作是采用人工合成方法获得目的基因的。PCR技术可在体外大量扩增目的基因；由于PCR技术在较高的温度下进行，因此该技术中使用的关键酶是热稳定性DNA聚合酶（或Taq酶）。

（2）根据题干信息可知，该过程中采用了农杆菌转化法，其原理是农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子。

（3）检测受体细胞中是否存在目的基因可采用DNA分子杂交技术．该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA。

（4）胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用，所以吃这种转基因番茄不能治疗人类的I型糖尿病（由体内胰岛素分泌不足引起）。

【点睛】本题以利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素为题材，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤及应用，能结合题中信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查。