Question

【題目】科學家嘗試使用Cre/loxP位點特異性重組系統，在檢測目的基因導入成功后，刪除轉基因煙草細胞內的抗除草劑基因。其技術過程如下(圖中的■代表基因前的啟動子)，據圖回答：

(1) loxP是一種只有34個堿基對構成的小型DNA片段，是有兩個13個堿基對反向重復序列和中間間隔的8個堿基對序列共同組成，自身不會表達，插入質粒后也不影響原有基因的表達，其堿基序列如下：

Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的________酶。從遺傳學角度分析，Cre酶改變質粒產生的結果相當于可遺傳變異中的________。

(2) 將重組質粒導入到植物細胞中最常用的方法是________________。作為標記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導入成功的原理是________。

(3) 經檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續留在植物體內可能會造成的安全問題是________。經Cre酶處理后，質粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側的這兩個DNA分子。由于________________的原因，抗除草劑基因不再表達，之后會在培養過程中消失。

(4) loxP序列是有方向性的。如果經Cre酶處理后，發現抗除草劑基因反向連接在質粒一上，則原來質粒一中這兩個loxP序列的方向是________。

A. 兩個都是正向 B. 兩個都是反向 C. 一個正向一個反向 D. 與方向無關

Answer 1

【答案】（1）限制酶 基因重組（2）農桿菌轉化法 抗除草劑基因和目的基因在同一個質粒上

（3）抗除草劑基因可能轉移到雜草中 抗除草劑基因前沒有了啟動子 （4）C(2分)

【解析】（1）Cre酶可以切割3',5'-磷酸二酯鍵，將DNA分子切割成若干片段，功能類似于限制性核酸內切酶（限制酶）。酶改變質粒的方式是將DNA鏈斷裂，再重新組合連接，形成新的DNA分子，相當于基因重組。

（2）將重組質粒導入細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法等，其中導入到植物細胞最常用的方法是農桿菌轉化法。抗除草劑基因可以作為標記基因，檢測目的基因是否導入成功，是因為抗除草劑基因與目的基因在同一個質粒上，兩者一起表達。如果表現出抗除草劑性狀，則說明目的基因成功導入。

（3）抗除草劑基因如果留在植物體內，可能傳播、重組到雜草DNA中，導致雜草抗除草劑，難以清除。由圖可知，質粒二中缺少啟動子，抗除草劑基因無法正常表達。

（4）假設在處理后的質粒一中，基因按照順時針方向進行翻譯轉錄，由圖可知，在原來的質粒一中，一個序列位于啟動子上游，另一個序列位于啟動子下游，所以這兩個序列一個正向一個反向，故本題正確答案為C。