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(zhì)等方面取得了研究進(jìn)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(zhuǎn)入煙草葉綠體基因組的部分流程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

（I）圖1中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增擬南芥醛縮酶基因時(shí)，應(yīng)選用的引物是____________。圖2重組質(zhì)粒中未標(biāo)注出的必需元件還有___________，構(gòu)建該重組質(zhì)粒用的限制性核酸內(nèi)切酶有__________。

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

（3）檢測目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是_____________，該項(xiàng)技術(shù)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(biāo)記。

（4）若擬南芥醛縮酶基因在煙草葉綠體中成功表達(dá)，其活性是野生型煙草的1.4~1.9倍，在高濃度下可達(dá)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(fù)制原點(diǎn) 和 基因槍法 避免對(duì)葉綠體自身的基因組的表達(dá)造成影響 DNA分子雜交技術(shù) 含有目的基因的DNA單鏈片段 促進(jìn)暗反應(yīng)中CO2的固定（利用）

【解析】

基因工程技術(shù)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(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(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)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�?dòng)物細(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(gè)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?zhǔn)欠聪蚱叫械�，故利�?/span>PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，選引物時(shí)應(yīng)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(zhì)粒應(yīng)包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)等，圖2重組質(zhì)粒中未標(biāo)注出的必需元件還有復(fù)制原點(diǎn)，由圖2可知，BamHI會(huì)破壞標(biāo)記基因，結(jié)合圖1目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)可判斷構(gòu)建該重組質(zhì)粒用的限制性核酸內(nèi)切酶應(yīng)選擇Hind III和Bcl I。

（2）將目的基因?qū)�入煙草葉綠體基因組時(shí)，一般將含有目的基因的質(zhì)粒包裹在金粉上，通過轟擊進(jìn)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(qū)和基因間隔區(qū)，為避免對(duì)葉綠體自身的基因組的表達(dá)造成影響，應(yīng)將目的基因?qū)�入葉綠體基因組中的基因間隔區(qū)。

（3）檢測目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是DNA分子雜交技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)用放射性同位素等做標(biāo)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(dá)，其活性是野生型煙草的1.4~1.9倍，在高濃度下可達(dá)2.2倍，說明擬南芥醛縮酶通過促進(jìn)暗反應(yīng)中CO2的固定（利用）來提高光合效率。