Question

【題目】B基因存在于水稻基因組中，其僅在體細胞（2n）和精子中正常表達，但在卵細胞中不轉錄。為研究B基因表達對卵細胞的影響，設計了如下實驗。

據圖回答：

（1）B基因在水稻卵細胞中不轉錄，推測其可能的原因是卵細胞中________（單選）。

A.含B基因的染色體缺失 B.DNA聚合酶失活

C.B基因發生基因突變 D.B基因的啟動子無法啟動轉錄

（2）從水稻體細胞或________中提取總RNA，構建____________文庫，進而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因（表達的熒光素酶能催化熒光素產生熒光）連接成融合基因（表達的蛋白質能保留兩種蛋白質各自的功能），然后構建重組表達載體。

（3）在過程①、②轉化篩選時，過程______________中T-DNA整合到受體細胞染色體DNA上，過程__________________在培養基中應加入卡那霉素。

（4）獲得轉基因植株過程中，以下鑒定篩選方式正確的是________（多選）。

A.將隨機斷裂的B基因片段制備成探針進行DNA分子雜交

B.以Luc基因為模板設計探針進行DNA分子雜交

C.以B基因編碼蛋白的序列為模板設計探針與從卵細胞提取的mRNA雜交

D.檢測加入熒光素的卵細胞中是否發出熒光

（5）從轉基因植株未成熟種子中分離出胚，觀察到細胞內僅含一個染色體組，判定該胚是由未受精的卵細胞發育形成的，而一般情況下水稻卵細胞在未受精時不進行發育，由此表明_________________。

Answer 1

【答案】D 精子 cDNA ② ① BCD B基因表達能使卵細胞不經受精直接發育成胚

【解析】

基因工程的基本操作程序：

1、目的基因的獲取：（1）目的基因是指： 編碼蛋白質的結構基因。（2）獲取方法：①從基因文庫中獲取；②人工合成（反轉錄法和化學合成法）；③PCR技術擴增目的基因。

2、基因表達載體的構建:（1）目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。（2）組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因。①啟動子：是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。②終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的尾端。③標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素抗性基因。

3、將目的基因導入受體細胞:（1）轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。（2）常用的轉化方法：常用方法有農桿菌轉化法、顯微注射技術、Ca2+處理法。（3）重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。

4、目的基因的檢測和表達：（1）首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交技術。（2）其次還要檢測目的基因是否轉錄出mRNA，方法是用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。（3）最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原--抗體雜交。（4）有時還需進行個體生物學水平的鑒定。如轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。

（1）通過題干信息可知，B基因可以在體細胞和精子中，說明含B基因的染色體未缺失，也沒有發生基因突變，AC錯誤；基因表達過程中的轉錄需要RNA聚合酶，不是DNA聚合酶，B錯誤；B基因在卵細胞中不能轉錄，可能是B基因的啟動子在卵細胞中不能啟動轉錄，D正確；故選D。

（2）通過題干信息可知，水稻的體細胞和精子中B基因可表達，故可從水稻的體細胞和精子中提取RNA。通過逆轉錄產生DNA，從而構建cDNA文庫，進而獲得B基因編碼蛋白的序列。

（3）圖示中過程①表示篩選含有目的基因的重組質粒的農桿菌，圖示中質粒有抗卡那霉素標記基因和抗潮霉素標記基因，如果選擇培養基中加入的是卡那霉素，起作用的是抗卡那霉素標記基因。過程②表示用含有重組質粒的農桿菌轉化水稻細胞的過程，該過程將其T-DNA整合到水稻細胞染色體DNA上。

（4）獲得轉基因植株，鑒定篩選方式有：①DNA分子雜交技術，即以Luc基因為模板設計探針進行DNA分子雜交，故A錯誤；B正確；②用標記的目的基因作探針與mRNA雜交，即以B基因編碼蛋白的序列為模板設計探針與從卵細胞提取的mRNA雜交，C正確；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，通過（2）可知B基因與Luc基因連接形成B-Luc融合基因，即可通過Luc基因表達，檢測加入熒光素的卵細胞中是否發出熒光，D正確；故選BCD。

（5）轉基因植株含有促進B基因在卵細胞轉錄的啟動子，推測轉基因植株分離出的只含一個染色體組的胚是由未受精的卵細胞發育形成的，而非轉基因水稻卵細胞中B基因不能轉錄，卵細胞在未受精時不進行發育，由此表明B基因表達能使卵細胞不經受精作用直接發育成胚。