蜘蛛絲是自然界中機械性能最好的天然蛋白纖維，其強度高于制作防彈衣的凱夫拉纖維，有廣泛的應(yīng)用前景。但如何大量獲取蜘蛛絲的問題一直難以解決。2018年8月，中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心利用基因工程技術(shù)成功在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達蜘蛛絲蛋白?；卮鹣铝袉栴}：
（1）構(gòu)建基因表達載體時（如圖所示），需要在目的基因前后兩端分別引入

XbaⅠ和SacⅠ

XbaⅠ和SacⅠ

的酶切位點，該方法比用同一種酶進行酶切的優(yōu)勢是

防止目的基因自身環(huán)化，防止目的基因反向連接

防止目的基因自身環(huán)化，防止目的基因反向連接

（答出一點即可）。
（2）利用PCR技術(shù)擴增蜘蛛絲基因前，需根據(jù)目的基因的核苷酸序列設(shè)計

2

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種引物，進行PCR時需加熱至90～95℃然后冷卻至55～60℃，此操作的目的是

使DNA解鏈，然后使引物結(jié)合到互補DNA鏈上

使DNA解鏈，然后使引物結(jié)合到互補DNA鏈上

。
（3）為能從蠶絲中提取蛛絲蛋白，基因表達載體中目的基因的首段必須含有使其僅能在蠶的絲腺細胞中特異性表達的

啟動子

啟動子

。當其與

RNA聚合酶

RNA聚合酶

識別和結(jié)合，才能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程，最終翻譯成功。
（4）在研究過程中，發(fā)現(xiàn)目的基因已經(jīng)插入到蠶絲腺細胞染色體的DNA上，蠶絲中卻未能提取到蜘蛛絲，請分析原因及檢測方法

蛛絲蛋白基因未能正常進行轉(zhuǎn)錄，可用分子雜交技術(shù)檢測，蛛絲蛋白未能進行正常翻譯，可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測

蛛絲蛋白基因未能正常進行轉(zhuǎn)錄，可用分子雜交技術(shù)檢測，蛛絲蛋白未能進行正常翻譯，可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測

。
（5）研究人員發(fā)現(xiàn)若將蛛絲蛋白31號位的色氨酸替換為酪氨酸，蛛絲韌性可提高50%，此成果所用到的工程技術(shù)為

蛋白質(zhì)工程

蛋白質(zhì)工程

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