Question

5．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PCR（聚合酶鏈式反應）技術對目的基因進行擴增，該技術需要的條件是引物、酶、原料、模板，該技術必須用耐熱的DNA聚合或熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶；然后構(gòu)建基因表達載體，基因表達載體中除了具有目的基因、啟動子和終止子之外，還需具有標記基因．
（2）用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ酶切割，原因是SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因．圖中①②過程為防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，應選用BamHⅠ和HindⅢ酶對外源DNA、質(zhì)粒進行切割．
（3）為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要用放射性同位素標記的抗鹽基因（或目的基因）作探針進行分子雜交檢測，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)．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，其中①表示含有目的基因的外源DNA分子；②表示質(zhì)粒；③表示基因表達載體的構(gòu)建過程；④表示采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入受體細胞；⑤表示脫分化過程；⑥表示再分化過程．

解答 解：（1）在植物基因工程操作過程中，研究人員首先獲取了抗鹽基因（目的基因），并可以采用PCR（聚合酶鏈式反應）技術對目的基因進行擴增，該技術需要的條件有：兩種引物、酶（耐熱的DNA聚合或熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶）、原料（4種脫氧核苷酸）、模板（目的基因的兩條脫氧核苷酸鏈）；然后構(gòu)建基因表達載體，基因表達載體中除了具有目的基因、啟動子和終止子之外，還需具有標記基因．
（2）由圖可知，使用SmaI酶切割，將會破壞質(zhì)粒的抗性基因（標記基因），同時也會破壞目的基因片段，因此用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組DNA分子時，不能使用SmaⅠ酶切割．標記基因和外源DNA目的基因中均含有EcoRⅠ酶切位點，用該酶切割，再在DNA連接酶的作用下，可形成3種環(huán)狀產(chǎn)物，即外源DNA自身連接、質(zhì)粒自身連接、外源DNA和質(zhì)粒連接，因此為了防止目的基因的外源DNA片段和質(zhì)粒自身環(huán)化，應選用BamHI和HindⅢ酶對外源DNA和質(zhì)粒進行切割，這樣使目的基因兩端的黏性末端不同，可以防止自身環(huán)化．
（3）為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，有分子水平的檢測，也有個體水平的鑒定．分子水平的檢測中，利用用射性同位素標記的抗鹽基因（或目的基因）作探針進行分子雜交檢測；個體水平上鑒定中，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)．
故答案為：
（1）PCR（聚合酶鏈式反應）    引物　 耐熱的DNA聚合或熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶　標記基因
（2）SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　BamHⅠ和HindⅢ
（3）抗鹽基因（或目的基因）　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)

點評 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的原理及技術，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中的相關細節(jié)，能正確分析題圖，再結(jié)合所學的知識準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．