Question

【題目】近年來煙草葉綠體基因工程在提高光合效率、抗性和品質等方面取得了研究進展。下圖是將擬南芥果糖1，6-二磷酸醛縮酶基因（簡稱“醛縮酶基因”）轉入煙草葉綠體基因組的部分流程示意圖，請據圖回答下列問題：

（I）圖1中，利用PCR技術擴增擬南芥醛縮酶基因時，應選用的引物是____________。圖2重組質粒中未標注出的必需元件還有___________，構建該重組質粒用的限制性核酸內切酶有__________。

（2）將擬南芥醛縮酶基因導入煙草葉綠體基因組時，一般將含有目的基因的質粒包裹在金粉上，通過轟擊進入葉綠體中，這種方法稱為_____________。葉綠體基因組中存在基因區和基因間隔區，應將目的基因導入葉綠體基因組中的基因間隔區，其原因是_______________________________。

（3）檢測目的基因是否成功導入受體細胞的方法是_____________，該項技術用到的基因探針的制作方法是：在________________________________上用放射性同位素等做標記。

（4）若擬南芥醛縮酶基因在煙草葉綠體中成功表達，其活性是野生型煙草的1.4~1.9倍，在高濃度下可達2.2倍，說明擬南芥醛縮酶通過_________________來提高光合效率。

Answer 1

【答案】引物甲、引物丙 復制原點 和 基因槍法 避免對葉綠體自身的基因組的表達造成影響 DNA分子雜交技術 含有目的基因的DNA單鏈片段 促進暗反應中CO2的固定（利用）

【解析】

基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲取的方法有：從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因和復制原點等。

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有：農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是：顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是：感受態細胞法。

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

（1）圖1中，基因中兩條鏈是反向平行的，故利用PCR技術擴增目的基因時，選引物時應該選方向相反且把目的基因包含在里面，故所選的引物是引物甲、引物丙。重組質粒應包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因和復制原點等，圖2重組質粒中未標注出的必需元件還有復制原點，由圖2可知，BamHI會破壞標記基因，結合圖1目的基因兩端的限制酶切點可判斷構建該重組質粒用的限制性核酸內切酶應選擇Hind III和Bcl I。

（2）將目的基因導入煙草葉綠體基因組時，一般將含有目的基因的質粒包裹在金粉上，通過轟擊進入葉綠體中，這種方法稱為基因槍法。葉綠體基因組中存在基因區和基因間隔區，為避免對葉綠體自身的基因組的表達造成影響，應將目的基因導入葉綠體基因組中的基因間隔區。

（3）檢測目的基因是否成功導入受體細胞的方法是DNA分子雜交技術，該項技術用放射性同位素等做標記含有目的基因的DNA單鏈片段作基因探針。

（4）若擬南芥醛縮酶基因在煙草葉綠體中成功表達，其活性是野生型煙草的1.4~1.9倍，在高濃度下可達2.2倍，說明擬南芥醛縮酶通過促進暗反應中CO2的固定（利用）來提高光合效率。