Question

【題目】人類酸性成纖維細胞生長因子（）在轉基因植物中的表達量普遍較低。某科研小組將增強子（增強它所調節(jié)基因的轉錄頻率），序列（提高mRNA的穩(wěn)定性）等表達控制元件添加到構建的含有基因的基因表達載體中，并將其導入紫花苜蓿細胞中。下圖表示操作的基本過程，質粒外面標注了限制酶酶切位點，質粒里面標注了相關的結構和基因（其中代表卡那霉素抗性基因）。請回答下列問題。

（1）為在植物中高效表達人類酸性成纖維細胞生長因子（），通過基因改造，將原來的精氨酸密碼子AGA改變?yōu)橹参锲�好的密碼子CGG，由此發(fā)生的變化有_____________（從下列選項中選擇：①及基因均發(fā)生改變 ②序列改變 ③編碼的DNA熱穩(wěn)定性降低 ④運輸精氨酸的tRNA發(fā)生改變）

（2）②過程使用的限制酶是_____________。X、Y、Z三個酶切位點中，_____________的酶切位點與其他兩點不同。

（3）通過過程②將質粒2的一部分整合在質粒3的T-DNA中的目的是_____________。

（4）為提高質粒4的導入率，③過程常使用_____________處理農桿菌；進行④過程前，需提取農桿菌DNA，通過PCR進行基因擴增，鑒定其是否含目的基因，其引物設計的依據(jù)是_____________。

（5）長大后的轉基因紫花苜蓿的表達量明顯提高的原因可能是_____________、_____________。

Answer 1

【答案】①② XbaI、EcoRI Z 將目的基因插入植物細胞染色體的DNA中，使其遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達 Ca2+ 目的基因的堿基序列 提高了aFGF基因轉錄的頻率 提高了翻譯的效率

【解析】

基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）①由于將密碼子有AGA改為CGG，因此DNA分子雙鏈將有TCT//AGA變?yōu)?/span>GCC//CGG，基因將發(fā)生改變，并且編碼的氨基酸發(fā)生改變，所以及基因均發(fā)生改變，①正確；

②由于對基因發(fā)生了改造，所以序列改變，②正確；

③發(fā)生改變后，G//C對的數(shù)目增加，DNA分子的熱穩(wěn)定增加，③錯誤；

④運輸精氨酸的tRNA分子未發(fā)生改變，④錯誤。

故選①②。

（2）比較質粒2、質粒3，相同的限制酶切位點有XbaI、EcoRI，為了防止質粒環(huán)化，所以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，①過程使用的限制酶是KpnI、XhoI，所以X是KpnI的酶切位點因此X、Y、Z三個酶切位點中，Z的酶切位點與其他兩點不同。

（3）將目的進插入T-DNA的目的是使目的基因進入植物細胞，并將其插入植物細胞染色體的DNA中，使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。

（4）將重組質粒導入微生物，常用Ca2+處理微生物；PCR引物設計的依據(jù)是目的基因的堿基序列。

（5）由于通過轉基因技術轉入了增強子（增強它所調節(jié)基因的轉錄頻率），序列（提高mRNA的穩(wěn)定性）等表達控制元件，增強子提高了aFGF基因轉錄的頻率，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，所以可以提高的表達量。