Question

4．科學家嘗試使用Cre/loxP位點特異性重組系統(tǒng)，在檢測目的基因導入成功后，刪除轉基因煙草細胞內的抗除草劑基因．其技術過程如下（圖中的■代表基因前的啟動子），據圖回答：

（1）loxP是一種只有34個堿基對構成的小型DNA片段，是有兩個13個堿基對反向重復序列和中間間隔的8個堿基對序列共同組成，自身不會表達，插入質粒后也不影響原有基因的表達，其堿基序列如圖：

Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶酶．從遺傳學角度分析，Cre酶改變質粒產生的結果相當于可遺傳變異中的基因重組．
（2）作為標記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導入成功的原因是抗除草劑基因和目的基因在同一個質粒上．
（3）經檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉移到雜草中．經Cre酶處理后，質粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側的這兩個DNA分子．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子的原因，抗除草劑基因不再表達，之后會在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果經Cre酶處理后，發(fā)現抗除草劑基因反向連接在質粒一上，則原來質粒一中這兩個loxP序列的方向是C．
A．兩個都是正向B．兩個都是反向C．一個正向一個反向D．與方向無關．

Answer 1

分析 基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲��；②基因表達載體的構建；③將目的基因導入受體細胞；④目的基因的檢測與鑒定．基因工程的工具有：限制性核酸內切酶、DNA連接酶和運載體．基因工程的原理是基因重組．基因表達載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標記基因．目的基因導入植物細胞的最常用方法是農桿菌轉化法．標記基因的作用是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來．

解答 解：（1）限制酶能夠識別雙鏈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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶．從遺傳學角度分析，Cre酶改變質粒產生的結果相當于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質粒導入到植物細胞中的方法有：農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法，其中最常用的方法是農桿菌轉化法．由于抗除草劑基因和目的基因在同一個質粒上，故抗除草劑基因可以用于檢測目的基因是否導入成功．
（3）經檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉移到雜草中．經Cre酶處理后，質粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側的這兩個DNA分子．基因表達載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標記基因．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子的原因，因此抗除草劑基因不再表達，之后會在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．據圖分析，如果經Cre酶處理后，發(fā)現抗除草劑基因反向連接在質粒一上，則原來質粒一中這兩個loxP序列的方向是一個正向一個反向．故選：C．
故答案為：
（1）限制酶　基因重組
（2）抗除草劑基因和目的基因在同一個質粒上
（3）抗除草劑基因可能轉移到雜草中　抗除草劑基因前沒有了啟動子
（4）C

點評 本題考查基因工程的相關知識，題目中考查的要點較多，設計到多方面的知識，要求學生對生物學知識掌握得比較全面．基因工程是考查的重點知識，與細胞工程、胚胎工程等現代生物技術都有一定聯(lián)系．復習時可以建立知識框架，幫助記憶和理解．