Question

【題目】苜蓿俗稱金花菜，上海人稱草頭，營養價值很高。但是病菌往往威脅著苜蓿的生長。為提高產量，研究人員將溶菌酶基因（LYZ基因）和綠色熒光蛋白基因（GFP基因）連接為LYZ﹣GFP基因，成功獲得了抗病苜蓿。左圖表示Ti質粒，其中Vir區的基因表達是基因工程成功的的必備條件;右圖表示含有LYZ﹣GFP基因的DNA片段。圖中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。回答下列問題：

（1）基于上述信息，該基因工程過程屬于____________。

A.人類基因工程B.動物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程

（2）構建含有LYZ﹣GFP基因的重組質粒時，可用一種或者多種限制酶切割。為了確保目的基因與質粒進行高效拼接并表達，應該選用限制酶_____________________,如果LYZ-GFP基因和Ti質粒的大小分別為0.6kb和3.6kb（1kb=1000對堿基）,如果用限制酶II切割重組質粒，那么切割后線性片段大小應為________________。

A.大于4.2kbB.等于4.2kbC.小于4.2kbD.0kb

（3）標記基因是重組質粒的重要標記，通常用來檢驗轉化成功與否，在培育轉基因苜蓿植株過程中，應選擇_______為標記基因。

A.四環素抗性基因B.GFP基因C.卡那霉素抗性基因D.LYZ基因

（4）對該苜蓿植株進行病菌接種實驗，通過觀察其抗病程度可以進行個體生物學水平的鑒定，原因是________________________________________________________。

（5）抗病苜蓿通過植物組織培養繁殖后代，其后代全身各組織或細胞均含有的物質是__________________。

①LYZ-GFP基因②LYZ-GFP基因mRNA③溶菌酶、綠色熒光蛋白

A．①B．①②C．②③D．①②③

Answer 1

【答案】C 限制酶I限制酶III C B LYZ基因能表達出溶菌酶，溶菌酶能殺滅病菌，表現出抗病特性 A

【解析】

DNA重組技術至少需要三種工具：限制性核酸內切酶(限制酶)、DNA連接酶、運載體。限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂，形成黏性末端和平末端兩種。基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取、②基因表達載體的構建、③將目的基因導入受體細胞、 ④目的基因的檢測與鑒定。其中基因表達載體的構建是基因工程的核心內容，基因表達載體由目的基因、啟動子、終止子和標記基因組成。標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，欲知基因工程成功與否，需要進行分子水平檢測，有時還需進行個體生物學水平鑒定。

（1）根據題意目的是獲得抗病苜蓿可知，該基因工程過程屬于植物基因工程，故C符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

（2）由于質粒中Vir區的基因表達是基因工程成功的的必備條件，而限制酶II的切割位點在Vir區，若用限制酶II切割目的基因和質粒，則Vir區的基因被破壞，故不能選限制酶II切割目的基因；若只用限制酶I切割目的基因和質粒，在目的基因和質粒連接時會出現目的基因的自連體或質粒的自連體，為了防止自連體的出現，確保目的基因與質粒進行高效拼接并表達，應該選用限制酶I和限制酶III同時對質粒以及目的基因進行剪切。由于用上述酶剪切質粒和目的基因后，在DNA連接酶的作用下將含卡那霉素抗性基因的質粒片段與目的基因連接后，位于質粒上限制酶I和限制酶III之間不含抗性基因的片段并沒有連接到所形成的目的重組質粒中，故形成的重組質粒的長度應小于質粒和目的基因的長度總和，即小于3.6+0.6=4.2kb，綜上分析，C符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

（3）GFP基因為綠色熒光蛋白基因，表達形成的綠色熒光蛋白容易檢測，且GFP基因和目的基因連在一起，所以為了檢驗轉化成功與否，在培育轉基因苜蓿植株過程中，應選擇GFP基因作為標記基因。即B正確，ACD錯誤。

故選B。

（4）由于LYZ基因能表達出溶菌酶，溶菌酶能殺滅病菌，表現出抗病特性，故對該苜蓿植株進行病菌接種實驗，通過觀察其抗病程度可以進行個體生物學水平的鑒定。

（5）植物組織培養過程為無性繁殖，進行的分裂方式為有絲分裂，各細胞中的遺傳物質是相同的，故各細胞均含有LYZ-GFP基因，由于導入的基因在細胞中不一定都能表達，所以不是所有細胞都能檢測到LYZ-GFP基因mRNA以及溶菌酶、綠色熒光蛋白。所以A符合題意，BCD不符合題意。

故選A。