Question

【題目】為了改善向日葵花色，提高其觀賞價值，某科研團(tuán)隊從其他植物中克隆出花色K基因（圖1中黑色部分），將其與質(zhì)粒（圖2）重組，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入到向日葵中，通過K基因的成功表達(dá)間接控制向日葵形成新的花色。EcoRI、SacI、XbaI、HindIII為不同的限制酶，箭頭為限制酶在相應(yīng)位置上的切割部位。請據(jù)此回答問題：

（1）為增加K基因的數(shù)量，可使用_______技術(shù)，但前提是________________________，以便根據(jù)這一序列合成引物。

（2）構(gòu)建K基因的重組質(zhì)粒時，應(yīng)選用限制酶______________________，對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割，再用DNA連接酶將其連接為重組質(zhì)粒，導(dǎo)入受體細(xì)胞，經(jīng)__________________________技術(shù)培育為轉(zhuǎn)基因植物。

（3）一個基因表達(dá)載體的組成，除圖1、圖2中標(biāo)出部分之外，還必須含有__________，圖中Ampr（氨芐青霉素抗性基因）的作用是____________________。

（4）若要檢測轉(zhuǎn)基因向日葵的DNA上是否插入了目的基因，檢測方法是采用DNA分子雜交技術(shù)，即用________________標(biāo)記的___________作探針，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因已插入染色體DNA中。

Answer 1

【答案】PCR 要有一段已知目的基因的脫氧核苷酸序列 EcoRI和SacI 植物組織培養(yǎng) 啟動子、終止子、標(biāo)記基因 作為標(biāo)記基因，鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來 放射性同位素 含有目的基因的DNA片段

【解析】

1、基因工程的基本工具：“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、“分子縫合針”——DNA連接酶、“分子運(yùn)輸車”——載體。

2、標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，常用的標(biāo)記基因是抗生素抗性基因。

3、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原—抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）PCR技術(shù)可以在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因，前提是要有一段已知目的基因的脫氧核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。

（2）選取限制性內(nèi)切酶時，應(yīng)選用切割位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，因為XbaI會破壞K基因的結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)選擇的限制酶為EcoRI和SacI。培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物的技術(shù)為植物組織培養(yǎng)。

（3）一個基因表達(dá)載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因。圖中Ampr（氨芐青霉素抗性基因）作為標(biāo)記基因，用來鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。

（4）DNA分子雜交技術(shù)，即將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作標(biāo)記，以此作為探針，使探針與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中。