Question

【題目】科學家將魚抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，下圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的示意圖（ampr為抗氨芐青霉素基因），其中①～④是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程中的相關(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細胞。請據(jù)圖作答：

（1）在構(gòu)建基因表達載體時，可用一種或者多種限制酶進行切割。為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實例中，應(yīng)該選用限制酶_____分別對______進行切割，切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為__________種、_______________種。

（2）培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會抑制番茄愈傷組織細胞的生長，要利用該培養(yǎng)基篩選已導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細胞，應(yīng)使基因表達載體Ⅰ中含有_______________作為標記基因。

（3）研究人員通常采用_______________法將魚抗凍蛋白基因?qū)�入番茄細胞�?nèi)。通常采用_______________技術(shù)，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

（4）利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄組織細胞培育成植株。圖中③、④依次表示組織培養(yǎng)過程中番茄組織細胞的_______________過程。

Answer 1

【答案】 PstⅠ、SmaⅠ 含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒 4 2 抗氨芐青霉素基因（ampr） 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 抗原—抗體雜交 脫分化、再分化

【解析】

結(jié)合題意，分析圖解：魚的抗凍蛋白基因上具有三種限制酶切割位點，PstⅠ酶的切割位點存在于目的基因的兩側(cè)，SmaⅠ酶的切割位點存在于目的基因的左側(cè)，而AluⅠ酶的切割位點存在于目的基因的中央，因此不宜選用AluⅠ酶（因為它會破壞目的基因的結(jié)構(gòu)）。在選擇限制酶時一般選擇同種限制酶，以便形成相同的黏性末端。圖中①～④分別表示的過程是：基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)�入受體細胞、脫分化、再分化。

（1）結(jié)合前面的分析可知：在構(gòu)建基因表達載體中，如果目的基因和載體用同一種限制酶切割，獲得的黏性末端相同，將會發(fā)生自身環(huán)化現(xiàn)象，故應(yīng)選用不同的限制酶分別對目的基因和載體切割，以獲得不同的黏性末端，故應(yīng)選用PstⅠ和SmaⅠ對含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒進行切割。PstⅠ和SmaⅠ在魚抗凍蛋白基因的DNA上共有3個酶切位點，切割后產(chǎn)生4個DNA片段；而環(huán)狀質(zhì)粒上有兩個酶切位點，切割后產(chǎn)生2個DNA片段。

（2）能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中正常生長增殖的細胞一定具有抗氨芐青霉素基因（ampr），故基因表達載體Ⅰ中應(yīng)含有抗氨芐青霉素基因作為標記基因。

（3）將目的基因?qū)�入植物細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)，原理是：把該目的基因合成的蛋白質(zhì)看作抗原，在其中加入特定的抗體，即采用抗原-抗體雜交技術(shù)，觀察是否出現(xiàn)凝集反應(yīng)。若出現(xiàn)凝集反應(yīng)，則說明該目的基因控制合成蛋白質(zhì)成功；反之，則不成功。

（4）植物組織培養(yǎng)首先需要培養(yǎng)形成愈傷組織，該過程是脫分化③，而愈傷組織經(jīng)再分化④形成胚狀體。