Question

【題目】Ⅰ．轉(zhuǎn)基因草莓中有能表達(dá)乙肝病毒表面抗原的基因，由此可獲得用來預(yù)防乙肝的一種新型疫苗，其培育過程如圖所示（①至④代表過程，A至C代表結(jié)構(gòu)或細(xì)胞）。請據(jù)圖回答：

（1）圖中①過程用到的酶是_____________，所形成的B叫做_____________。

（2）②過程常用_____________處理農(nóng)桿菌，使之成為____________細(xì)胞，利于完成轉(zhuǎn)化過程。

（3）圖中③過程需要用到的激素是_____________。

Ⅱ．黃瓜花葉病毒（CMV）是能侵染多種植物的RNA病毒，可危害番茄的正常生長并造成減產(chǎn)，研究人員通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)將該病毒外殼蛋白的cDNA導(dǎo)入番茄植株中，成功獲得抗CMV的番茄植株。

（1）獲得CMV的RNA后，需在_____________的催化下才能合成CMV外殼蛋白的cDNA。

（2）獲得cDNA后，需先通過一定方法將其插入到農(nóng)桿菌的________________片段中，然后將番茄子葉切段與該農(nóng)桿菌共同培養(yǎng)，以實(shí)現(xiàn)對番茄細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。

（3）將經(jīng)共同培養(yǎng)后的番茄外植體接種于含有卡那霉素和青霉素的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時間，只有部分外植體生出愈傷組織。研究人員據(jù)此確定這些生出愈傷組織的外植體都已成功導(dǎo)入了cDNA，你認(rèn)為他們做出以上判斷的理由是________________________________。

（4）要想確定轉(zhuǎn)基因番茄已經(jīng)成功表達(dá)出CMV外殼蛋白，需要進(jìn)行_______________________實(shí)驗(yàn)。

（5）若要驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因番茄具有較好的抗CMV能力，請寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：_____________________。轉(zhuǎn)基因番茄自交，子代中抗性植株與敏感植株數(shù)量之比接近3：1，由此可以得出的結(jié)論是___________________（答出兩點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】DNA連接酶 基因表達(dá)載體（或者重組質(zhì)粒） CaCl2溶液（或者Ca2+） 感受態(tài) 生長素和細(xì)胞分裂素 逆轉(zhuǎn)錄酶 Ti質(zhì)粒的T-DNA 重組表達(dá)載體同時含有卡那霉素抗性基因和青霉素抗性基因，只有成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的外植體才能在含有卡那霉素和青霉素的選擇培養(yǎng)基上生出愈傷組織 抗原-抗體雜交 用CMV分別感染轉(zhuǎn)基因番茄與未轉(zhuǎn)基因的番茄，一段時間后觀察結(jié)果，分析兩組番茄的抗性 目的基因已經(jīng)整合到受體細(xì)胞的染色體上、獲得的轉(zhuǎn)基因親本為雜合子

【解析】

1、分析題圖：①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；②將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞（農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法）；③④表示植物組織培養(yǎng)過程，其中③是脫分化過程、④是再分化過程．圖中A是目的基因、B是基因表達(dá)載體（由啟動子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等部分構(gòu)成）、C是愈傷組織。

2、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。

Ⅰ．（1）①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，需用DNA連接酶將目的基因和運(yùn)載體（質(zhì)粒）連接形成重組質(zhì)粒。B是基因表達(dá)載體，由啟動子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等部分構(gòu)成。

（2）將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞時，常用CaCl2（Ca2+）處理微生物細(xì)胞（農(nóng)桿菌），使之成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞，利于重組質(zhì)粒進(jìn)入微生物細(xì)胞（農(nóng)桿菌）。

（3）圖中③過程為脫分化，需要用到的激素是生長素和細(xì)胞分裂素。

Ⅱ．（1）以RNA為模板合成DNA的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄，該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。

（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是：農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。因此獲得cDNA后，需先通過一定方法將其插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA片段中，然后將番茄子葉切段與該農(nóng)桿菌共同培養(yǎng)，以實(shí)現(xiàn)對番茄細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。

（3）重組表達(dá)載體同時含有卡那霉素抗性基因和青霉素抗性基因，只有成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的外植體才能在含有卡那霉素和青霉素的選擇培養(yǎng)基上生出愈傷組織，據(jù)此可知生出愈傷組織的外植體都已成功導(dǎo)入了cDNA。

（4）檢測目的基因是否表達(dá)產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)，需要進(jìn)行抗原-抗體雜交實(shí)驗(yàn)。

（5）若要驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因番茄具有較好的抗CMV能力，可用CMV分別感染轉(zhuǎn)基因番茄與未轉(zhuǎn)基因的番茄，一段時間后觀察結(jié)果，分析兩組番茄的抗性。轉(zhuǎn)基因番茄自交，子代中抗性植株與敏感植株數(shù)量之比接近3：1，符合基因分離定律，由此可以得出的結(jié)論是目的基因已經(jīng)整合到受體細(xì)胞的染色體上，獲得的轉(zhuǎn)基因親本為雜合子。