Question

6．利用轉基因奶牛乳腺生物反應器生產人的生長激素，需要構建一種能高水平表達的基因表達載體，選擇合適的基因啟動子至關重要．由于無法由基因表達產物推知啟動子的堿基序列，運用PCR技術單獨克隆啟動子存在困難．科研人員經過長期研究，終于發明了如圖所示的一種克隆啟動子的方法．請分析回答：

（1）培育轉基因奶牛時，需要在生長激素基因編碼序列前插入乳腺蛋白基因的啟動子；構建的基因表達載體導入動物受精卵常用顯微注射技術．
（2）由基因表達產物無法推知啟動子堿基序列，其原因是基因中啟動子的堿基序列不能被轉錄．
（3）過程①需選擇的限制酶是BamHⅠ，過程③需選擇的限制酶是HindⅢ．過程④需要使用的工具酶是熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）．
（4）過程④中可以根據編碼序列兩端的部分堿基序列設計引物進行擴增．運用PCR擴增DNA片段的原理是DNA雙鏈復制．

Answer 1

分析 分析題圖：外源DNA分子上含有限制酶BamHⅠ、HindⅢ、MboⅠ、HindⅢ的識別序列和切割位點，且限制酶BamHⅠ和MboⅠ的識別序列相同，用限制酶HindⅢ、MboⅠ和HindⅢ切割都會破壞目的基因．①表示獲取目的基因的過程；②表示基因表達載體的構建過程；③表示將基因表達載體中的目的基因切開；④表示采用PCR技術體外擴增目的基因．

解答 解：（1）培育轉基因奶牛時，根據基因的選擇性表達原理，需要在生長激素編碼序列前插入乳腺蛋白基因的啟動子，使生長激素編碼序列只在乳腺組織細胞中表達．構建的基因表達載體導入動物受精卵常用顯微注射技術．
（2）因為基因中啟動子的堿基序列不能被轉錄，所以由基因表達產物無法推知啟動子堿基序列．
（3）含有目的基因的外源DNA分子上含有限制酶BamHⅠ、HindⅢ、MboⅠ、HindⅢ的識別序列和切割位點，但是用限制酶HindⅢ、MboⅠ和HindⅢ切割都會破壞目的基因，所以過程①應選擇限制酶BamHⅠ．而限制酶BamHⅠ和MboⅠ的識別序列相同，所以過程③中要將基因表達載體中的目的基因切開，應選擇位于目的基因上的另一個限制酶HindⅢ．過程④表示采用PCR技術體外擴增目的基因的過程，該過程在高溫條件下進行，因此需要使用耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）．
（4）過程④中可以根據基因編碼序列兩端的部分堿基序列設計引物進行擴增．PCR技術應用的原理是DNA復制．
故答案為：
（1）乳腺蛋白基因    顯微注射    
（2）基因中啟動子的堿基序列不能被轉錄    
（3）Bam HⅠHindⅢ熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）    
（4）引物   DNA雙鏈復制

點評 本題結合克隆啟動子的流程圖，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，能正確分析圖解，并從中獲取有效信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查．