Question

【題目】苜蓿俗稱金花菜，上海人稱草頭，營養(yǎng)價(jià)值很高。但是病菌往往威脅著苜蓿的生長。為提高產(chǎn)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(zhì)粒，其中Vir區(qū)的基因表達(dá)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(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)�；卮鹣铝袉栴}：

（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(dòng)物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程

（2）構(gòu)建含有LYZ﹣GFP基因的重組質(zhì)粒時(shí)，可用一種或者多種限制酶切割。為了確保目的基因與質(zhì)粒進(jìn)行高效拼接并表達(dá)，應(yīng)該選用限制酶_____________________,如果LYZ-GFP基因和Ti質(zhì)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(zhì)粒，那么切割后線性片段大小應(yīng)為________________。

A.大于4.2kbB.等于4.2kbC.小于4.2kbD.0kb

（3）標(biāo)記基因是重組質(zhì)粒的重要標(biāo)記，通常用來檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化成功與否，在培育轉(zhuǎn)基因苜蓿植株過程中，應(yīng)選擇_______為標(biāo)記基因。

A.四環(huán)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(jìn)行病菌接種實(shí)驗(yàn)，通過觀察其抗病程度可以進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定，原因是________________________________________________________。

（5）抗病苜蓿通過植物組織培養(yǎng)繁殖后代，其后代全身各組織或細(xì)胞均含有的物質(zhì)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(dá)出溶菌酶，溶菌酶能殺滅病菌，表現(xiàn)出抗病特性 A

【解析】

DNA重組技術(shù)至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶、運(yùn)載體。限制酶能夠識(shí)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(gè)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�；�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(dá)載體的構(gòu)建、③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、 ④目的基因的檢測與鑒定。其中基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心內(nèi)容，基因表達(dá)載體由目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因組成。標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，欲知基因工程成功與否，需要進(jìn)行分子水平檢測，有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平鑒定。

（1）根據(jù)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(zhì)粒中Vir區(qū)的基因表達(dá)是基因工程成功的的必備條件，而限制酶II的切割位點(diǎn)在Vir區(qū)，若用限制酶II切割目的基因和質(zhì)粒，則Vir區(qū)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(zhì)粒，在目的基因和質(zhì)粒連接時(shí)會(huì)出現(xiàn)目的基因的自連體或質(zhì)粒的自連體，為了防止自連體的出現(xiàn)，確保目的基因與質(zhì)粒進(jìn)行高效拼接并表達(dá)，應(yīng)該選用限制酶I和限制酶III同時(shí)對質(zhì)粒以及目的基因進(jìn)行剪切。由于用上述酶剪切質(zhì)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(zhì)粒片段與目的基因連接后，位于質(zhì)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(zhì)粒中，故形成的重組質(zhì)粒的長度應(yīng)小于質(zhì)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?yàn)榫G色熒光蛋白基因，表達(dá)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(yàn)轉(zhuǎn)化成功與否，在培育轉(zhuǎn)基因苜蓿植株過程中，應(yīng)選擇GFP基因作為標(biāo)記基因。即B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選B。

（4）由于LYZ基因能表達(dá)出溶菌酶，溶菌酶能殺滅病菌，表現(xiàn)出抗病特性，故對該苜蓿植株進(jìn)行病菌接種實(shí)驗(yàn)，通過觀察其抗病程度可以進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。

（5）植物組織培養(yǎng)過程為無性繁殖，進(jìn)行的分裂方式為有絲分裂，各細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是相同的，故各細(xì)胞均含有LYZ-GFP基因，由于導(dǎo)入的基因在細(xì)胞中不一定都能表達(dá)，所以不是所有細(xì)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。