Question

α₁-抗胰蛋白酶缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。对于该病患者常可采用注射人α₁-抗胰蛋白酶来缓解症状。

（1）下图表示获取人α₁-抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题：

①过程a是在_________酶的作用下完成的，该酶的作用特点是能识别某种特定的_________，并使特定部位的两个核苷酸之间的_________断裂。

②过程c需用_________ 酶，该过程需要的原料是_________。

③要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用_________技术检测该基因的碱基序列。

（2）利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α₁-抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如下图所示。

①获得目的基因后，常利用_________技术在体外讲行大量扩增。

②基因表达载体d，除图中的标出部分外，还必须含有    _________。载体上绿色荧光蛋白（GFP）基因的作用是便于_________。

Answer

限制核苷酸序列磷酸二酯键逆转录4种脱氧核苷酸DNA分子杂交PCR启动子、终止子筛选含有目的基因的受体细胞（或供重组DNA的鉴定和选择）

【解析】

分析图示，a表示切割目的基因，b表示转录，c表逆转录译，d表示基因表达载体。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定；基因工程的工具有：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体；基因表达载体的组成包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

（1）①据图分析，a过程表示目的基因的获取，是在限制性核酸内切酶的作用下完成的，该酶的作用特点是识别特定的核苷酸序列，使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。

②c过程为逆（或反）转录形成DNA，需要逆转录酶，原料是4种脱氧核苷酸。

③可以从分子水平上用DNA分子杂交检测获得的基因的碱基序列。

（2）①PCR技术是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。获得目的基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增。

②基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其构建的目的是使目的基因能在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体d中含有目的基因和标记基因，还必须含有启动子、终止子等；载体上绿色荧光蛋白（GFP）基因属于标记基因，目的是便于筛选含有目的基因的受体细胞。