Question

【題目】植物淀粉可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種，支鏈淀粉占貯存淀粉的70%-80%，是決定植物果實(shí)或種子品質(zhì)的關(guān)鍵成分。玉米包含SBEⅠ、SBEⅡb和SBEⅡa三種淀粉分支酶，前兩者主要存在于胚乳中，SBEⅡa主要存在于葉片中，它們共同參與支鏈淀粉的合成。育種人員計(jì)劃提取相關(guān)基因構(gòu)建表達(dá)載體，用于改良馬鈴薯性狀。

（1）育種人員以中糯1號(hào)為材料，從玉米籽粒胚乳細(xì)胞中提取________作為模板，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA。

（2）以cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增以獲取相應(yīng)基因，該過程需向反應(yīng)體系中添加的物質(zhì)包括________（列舉3種）。

（3）經(jīng)篩選及測(cè)序，育種人員最終選定長(zhǎng)度為2719bp的SBEⅡb基因?yàn)槟康幕�因，與載體經(jīng)________酶處理，重組后構(gòu)建表達(dá)載體，導(dǎo)入大腸桿菌構(gòu)建文庫(kù)。為檢測(cè)導(dǎo)入效果，選取8個(gè)單菌落做PCR擴(kuò)增，結(jié)果如圖。據(jù)此判斷，泳道________對(duì)應(yīng)菌落為成功導(dǎo)入菌落。

將篩選出菌落擴(kuò)大培養(yǎng)后提取質(zhì)粒進(jìn)行酶切實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示結(jié)果，該結(jié)果可進(jìn)一步證明上述結(jié)論。理由是________。

（4）GUS基因在組織細(xì)胞表達(dá)后，特定條件下可表現(xiàn)藍(lán)色，育種人員將該基因與目的基因融合并導(dǎo)入馬鈴薯受體細(xì)胞。若轉(zhuǎn)基因馬鈴薯幼苗呈現(xiàn)藍(lán)色，說明________。

（5）為避免外源基因在自然界中擴(kuò)散，造成基因污染，請(qǐng)?zhí)岢鲆豁?xiàng)合理化建議________。

Answer 1

【答案】總RNA（RNA、mRNA） 模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）、脫氧核苷酸 限制酶和DNA連接酶 2，4 菌落質(zhì)粒酶切產(chǎn)物既包含質(zhì)粒，同時(shí)也包含長(zhǎng)度接近3000的目的基因序列 目的基因（淀粉分支酶SBEⅡb基因）已成功導(dǎo)入（馬鈴薯細(xì)胞）并表達(dá) 目的基因?qū)�入葉綠體DNA；將目的基因與花粉致死（敗育）基因緊密連鎖同時(shí)導(dǎo)入受體

【解析】

基因工程主要包括四個(gè)步驟：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定，基因文庫(kù)包括基因組文庫(kù)和cDNA文庫(kù)。

（1）提取胚乳細(xì)胞中的mRNA作為模板，才可以逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA；

（2）PCR技術(shù)是在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)，需要模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）、4種脫氧核苷酸；

（3）目的基因與載體需用同種限制酶剪切，才會(huì)出現(xiàn)相同的末端，目的基因與載體結(jié)合后，需用DNA連接酶處理，使末端重新形成磷酸二酯鍵，在電泳圖中，與M泳道相比，泳道2、4基因長(zhǎng)度接近3000bp，與目的基因2719bp長(zhǎng)度相當(dāng)，根據(jù)提取的質(zhì)粒進(jìn)行酶切實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果可知，1泳道結(jié)果顯示只有質(zhì)粒，2、3泳道結(jié)果顯示質(zhì)粒酶切產(chǎn)物既包含質(zhì)粒，同時(shí)也包含長(zhǎng)度接近3000的目的基因序列；

（4）GUS基因在組織細(xì)胞表達(dá)后，特定條件下可表現(xiàn)藍(lán)色，利用這個(gè)特性，可讓GUS基因作為標(biāo)記基因與目的基因一起構(gòu)建載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，可作為目的基因檢測(cè)與鑒定的指標(biāo)，若轉(zhuǎn)基因馬鈴薯幼苗呈現(xiàn)藍(lán)色，說明目的基因（淀粉分支酶SBEⅡb基因）已成功導(dǎo)入（馬鈴薯細(xì)胞）并表達(dá)；

（5）避免外源基因在自然界中擴(kuò)散，造成基因污染，可以目的基因?qū)�入葉綠體DNA，形成的花粉不含葉綠體，不會(huì)造成擴(kuò)散；將目的基因與花粉致死（敗育）基因緊密連鎖同時(shí)導(dǎo)入受體，花粉致死就不會(huì)造成擴(kuò)散。