Question

【題目】科學家從某細菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。下圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，含目的基因的DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請分析回答下列問題：

（1）在該過程中，研究人員首先獲取了抗鹽基因（目的基因），并采用____________技術對目的基因進行擴增，該技術擴增目的基因的前提是_________________________，以便根據(jù)這一序列合成引物，同時該技術必須用_____________酶；然后構建基因表達載體，其目的是_________________________。

（2）用圖中的質(zhì)粒和目的基因構建重組質(zhì)粒，不能使用Sma I酶切割，原因是________________________。

（3）圖中⑤、⑥依次表示植物組織培養(yǎng)過程中抗鹽煙草細胞的____________、____________過程。

（4）為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要進行分子雜交檢測，又要在個體水平上鑒定，后者具體過程是_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】PCR 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 Taq（熱穩(wěn)定DNA聚合酶） 使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用 SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 脫分化 再分化 將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)

【解析】

基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�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、終止子和標記基因等；

（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)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(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；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)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(zhì)--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）基因工程的第一步是獲取目的基因，該基因工程中目的基因是抗鹽基因，然后采用PCR技術對目的基因進行擴增，擴增目的基因的前提是要獲得一段已知目的基因核苷酸序列以便合成引物，同時還必須用Taq（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）酶；獲得目的基因后，進行基因表達載體的構建，以保證目的基因在受體細胞中能穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

（2）圖中的質(zhì)粒和目的基因中SmaⅠ的酶切位點包含在質(zhì)粒的抗性基因和目的基因中，因此在構建重組質(zhì)粒時不能使用Sma I酶切割，若選擇該酶會導致質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因被切割。

（3）圖中⑤為脫分化形成愈傷組織的過程，⑥為再分化形成耐鹽幼苗的過程，這兩個過程是植物組織培養(yǎng)過程中的關鍵步驟。

（4）為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要進行分子雜交檢測，又要在個體水平上鑒定，個體水平上鑒定的具體做法是將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽濃度的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)，若生長良好則意味著培育成功。