Question

【題目】科學(xué)家從某細(xì)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(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)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____________技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，該技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是_________________________，以便根據(jù)這一序列合成引物，同時(shí)該技術(shù)必須用_____________酶；然后構(gòu)建基因表達(dá)載體，其目的是_________________________。

（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Sma I酶切割，原因是________________________。

（3）圖中⑤、⑥依次表示植物組織培養(yǎng)過程中抗鹽煙草細(xì)胞的____________、____________過程。

（4）為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要在個(gè)體水平上鑒定，后者具體過程是_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】PCR 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 Taq（熱穩(wěn)定DNA聚合酶） 使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 SmaⅠ會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 脫分化 再分化 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)

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成；

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等；

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法；

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）基因工程的第一步是獲取目的基因，該基因工程中目的基因是抗鹽基因，然后采用PCR技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增目的基因的前提是要獲得一段已知目的基因核苷酸序列以便合成引物，同時(shí)還必須用Taq（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）酶；獲得目的基因后，進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建，以保證目的基因在受體細(xì)胞中能穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

（2）圖中的質(zhì)粒和目的基因中SmaⅠ的酶切位點(diǎn)包含在質(zhì)粒的抗性基因和目的基因中，因此在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)不能使用Sma I酶切割，若選擇該酶會(huì)導(dǎo)致質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因被切割。

（3）圖中⑤為脫分化形成愈傷組織的過程，⑥為再分化形成耐鹽幼苗的過程，這兩個(gè)過程是植物組織培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵步驟。

（4）為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要在個(gè)體水平上鑒定，個(gè)體水平上鑒定的具體做法是將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽濃度的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)，若生長良好則意味著培育成功。