Question

【題目】胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射人人體后，會堆積在皮下，要經過較長時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此治療效果受到影響。下圖是用蛋白質工程設計的速效胰島素的生產過程，請據圖回答有關問題。

(1)蛋白質工程的目標是根據人們對________的特定需求，對蛋白質的__________進行分子設計。

(2)人工合成的新胰島素基因在導入受體細胞前要先構建_____________，其目的是使目的基因在____________中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠___________________。在這個過程中需要_______________酶的參與。

(3)在將基因表達載體導入大腸桿菌時，一般要用___________處理該菌，使之成為____________細胞，以便吸收周圍環境中的DNA分子。

(4)在大腸桿菌中直接生產的胰島素還不具有生物活性，原因是_________________。

Answer 1

【答案】 蛋白質功能 結構 基因表達載體 受體細胞 表達和發揮作用 限制酶和DNA連接 Ca2+ 感受態 大腸桿菌是原核細胞，沒有內質網和高爾基體對其進行加工

【解析】試題分析：分析題圖，圖示是利用蛋白質工程設計速效胰島素的生產過程。蛋白質工程的過程，即預期蛋白質功能→設計預期的蛋白質結構→推測應有氨基酸序列→找到對應的脫氧核苷酸序列（基因），蛋白質工程得到的蛋白質一般不是天然存在的蛋白質。

（1）據試題分析可知，蛋白質工程的目標是根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。

（2）基因工程的最核心的步驟是構建基因表達載體，該過程需要限制酶和DNA連接酶對目的基因進行切割，并將其連接到載體上，其目的是使目的基因能進入受體細胞，并在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因在受體細胞中能夠表達和發揮作用。

（3）在用表達載體轉化大腸桿菌時，常用Ca2+處理大腸桿菌，使大腸桿菌變成感受態細胞，以利于表達載體進入。

（4）具有生物活性的胰島素需要內質網和高爾基體加工，而大腸桿菌屬于原核細胞，不含內質網和高爾基體，所以大腸桿菌常不能表達出具有生物活性的胰島素。