Question

13．熒火蟲能發(fā)光是因為熒火蟲體內可以通過熒光素酶催化的系列反應所產生的現(xiàn)象．如果熒光素酶存在于植物體內，也可使植物體發(fā)光．一直以來熒光素酶的惟一來源是從熒火蟲腹部提取的．但加利福利亞大學的一組科學家成功地通過轉基因工程實現(xiàn)了將熒光素酶基因導入到大腸桿菌體內，并在大腸桿菌體內生產熒光素酶．請你根據(jù)已有的知識回答下列有關問題：
（1）在此轉基因工程中，目的基因是熒光酶基因．
（2）在該過程中需要多種酶的參與，其中包括限制酶、DNA連接酶．
（3）將此目的基因導入到大腸桿菌體內需要運載體的幫助．下列所列各項是選取運載體的時候必須考慮的是ABD．
A．能夠在宿主細胞內復制并穩(wěn)定保存    B．具有特定的限制酶切點
C．具有與目的基因相同的堿基片斷      D．具有某些標記基因
（4）下列可作為受體細胞的生物有AD．
A．土壤農桿菌    B．結核桿菌    C．噬菌體    D．枯草桿菌
（5）在轉基因工程中，一般是由質粒承擔運載體的．
（6）由于熒光素酶的特殊作用，人們一直設想將其基因作為實驗工具，將它和某一基因連接在一起，通過植物是否發(fā)光來確定該基因是否已經轉入到植物體內，如判斷固氮基因是否成功導入某植物體內．正常根瘤菌體內的固氮基因與熒火蟲體內的熒光素酶基因控制合成的物質相比，功能不同．原因可能是控制合成的蛋白質中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結構不同．
（7）與誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的優(yōu)點是目的性強．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具：
（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．
（2）DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵．
（3）運載體：常用的運載體：質粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒．
2、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�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．

解答 解：（1）在此轉基因工程中，實現(xiàn)了將熒光素酶基因導入到大腸桿菌體內，并在大腸桿菌體內產生熒光素酶，因此目的基因是熒光素酶基因．
（2）基因工程中運用的工具酶包括限制酶和DNA連接酶．
（3）作為運載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點； ②要有標記基因（如抗性基因），以便于重組后重組子的篩選；③能在宿主細胞中穩(wěn)定存在并復制；④是安全的，對受體細胞無害，而且要易從供體細胞分離出來．故選：ABD．
（4）由于原核生物多為單細胞生物、繁殖快、遺傳物質少等優(yōu)點，因此適合作為基因工程受體細胞．而結核桿菌具有強烈的病原性，不適宜作為受體細胞；噬菌體不作為受體細胞，一般作為運載體．
（5）在轉基因工程中，一般是由質粒承擔運載體的．
（6）正常根瘤菌體內的固氮基因與熒火蟲體內的熒光素酶基因控制合成的物質相比，功能不同．原因可能是控制合成的蛋白質中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結構不同．
（7）誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有不定向向，而基因工程可以定向改變生物的性狀．因此與誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的優(yōu)點是目的性強．
故答案為：
（1）熒光酶基因  
（2）限制酶   DNA連接酶
（3）ABD
（4）AD
（5）質粒   
（6）控制合成的蛋白質中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結構不同
（7）目的性強

點評 本題結合基因工程的原理及技術，要求考生識記基因工程的原理、操作工具、操作步驟及相關應用，能結合所學的知識準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．