Question

【題目】人類酸性成纖維細(xì)胞生長因子（aFGF）在轉(zhuǎn)基因植物中的表達(dá)量普遍較低，某科研小組通過添加增強(qiáng)子（增強(qiáng)它所調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄頻率）、polyA序列（提高mRNA的穩(wěn)定性）等表達(dá)控制元件提高了aFGF基因在紫花苜蓿細(xì)胞中的表達(dá)量。下圖表示操作的基本過程，質(zhì)粒外面標(biāo)注了限制酶酶切位點(diǎn)，質(zhì)粒里面標(biāo)注了相關(guān)的結(jié)構(gòu)和基因（其中Kanr代表卡那霉素抗性基因）。請(qǐng)回答問題。

（1）①②過程構(gòu)建重組質(zhì)粒都需要使用限制酶和___________，限制酶酶XhoⅠ的識(shí)別序列是-C↓TCGAG-，aFGF基因被限制酶XhoⅠ切割后形成的黏性末端是____________。

（2）圖中質(zhì)粒均未標(biāo)出_________（填結(jié)構(gòu)名稱）；X、Y、Z三個(gè)酶切位點(diǎn)中，_________的酶切位點(diǎn)與其他兩點(diǎn)不同。

（3）③過程用________預(yù)先處理農(nóng)桿菌，可提高質(zhì)粒4的導(dǎo)入率；進(jìn)行④過程前，需提取農(nóng)桿菌DNA，通過PCR進(jìn)行基因擴(kuò)增，鑒定其是否含目的基因，其設(shè)計(jì)引物的依據(jù)是__________________。

（4）轉(zhuǎn)化后的紫花苜蓿外植體需經(jīng)過_________過程才能長成完整植株，若長大后的轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿的aFGF表達(dá)量明顯提高，請(qǐng)分析原因: _______________________。

Answer 1

【答案】 DNA連接酶 復(fù)制原點(diǎn) Z Ca2+（或CaCl2） aFGF基因兩端的堿基序列 脫分化、再分化 增強(qiáng)子提高了aFGF 基因轉(zhuǎn)錄的頻率，植物偏好的密碼子合成的aFGF基因及polyA序列提高了翻譯的效率

【解析】試題分析：本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生識(shí)記基因工程的操作步驟及各步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能正確分析題圖，從圖中提取信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查。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）重組質(zhì)粒構(gòu)建過程中需要使用限制酶和DNA連接酶，限制酶XhoⅠ的識(shí)別序列是一C↓TCGAG—，aFGF基因被限制酶XhoⅠ切割后形成的黏性末端是。

（2）圖中質(zhì)粒標(biāo)出了啟動(dòng)子、終止子、抗性標(biāo)記基因，但沒有標(biāo)出復(fù)制原點(diǎn)；①過程使用的限制酶是KpnI、XhoI ，所以X是KpnI的酶切位點(diǎn)，②過程使用的限制酶是XbaI、EcoRI，所以Y、Z分別是KpnI、XhoI的酶切位點(diǎn)，因此X、Y、Z三個(gè)酶切位點(diǎn)中，Z的酶切位點(diǎn)與其他兩點(diǎn)不同。

（3）目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞時(shí)，用Ca2+處理可提高轉(zhuǎn)化率，通過PCR鑒定農(nóng)桿菌內(nèi)是否含有aFGF基因，其本質(zhì)就是要擴(kuò)增出aFGF基因，所以設(shè)計(jì)引物的依據(jù)是aFGF基因兩端的堿基序列。

（4）外植體在植物組織培養(yǎng)過程中需經(jīng)過脫分化和再分化才能長成完整植株，因?yàn)樵鰪?qiáng)子提高了aFGF基因轉(zhuǎn)錄的頻率，植物偏好的密碼子合成的aFGF基因及polyA序列提高了翻譯的效率，所以長大后的轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿的aFGF表達(dá)量明顯提高。