Question

4．科學家將魚抗凍蛋白基因轉入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高．圖1是轉基因抗凍番茄培育過程的示意圖，圖2為質粒限制酶酶切圖譜．魚的抗凍蛋白基因不含圖中限制酶識別序列，Ampr為抗氨芐青霉素基因，其中①-④是轉基因抗凍番茄培育過程中的相關步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關結構或細胞．請回答下列問題：

（1）為了在番茄中獲得抗凍蛋白必須將抗凍蛋白基因連接在質粒上的啟動子之后；圖1中③、④依次表示番茄細胞組織培養(yǎng)過程中的脫分化、再分化過程．
（2）在構建基因表達載體時，可用一種或者多種限制酶進行切割．在此實例中，應該選用限制酶NdeⅠ、BamHⅠ切割．
（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平口末端的是T₄DNA連接酶．
（4）若操作過程中先將Ⅰ導入農桿菌，為便于篩選成功導入Ⅰ的農桿菌，則作為受體的農桿菌應具有的特點是不含抗氨芐青霉素基因（Ampr）．
（5）為了確定耐寒轉基因番茄是否培育成功，既要用放射性同位素標記的抗凍蛋白基因做探針進行分子雜交檢測，又要用低溫環(huán)境栽培的方法從個體水平鑒定番茄植株的耐寒性．

Answer 1

分析 結合題意分析圖解：魚的抗凍蛋白基因上具有三種限制酶切割位點，PstⅠ酶的切割位點存在于目的基因的兩側，SmaⅠ酶的切割位點存在于目的基因的左側，而AluⅠ酶的切割位點存在于目的基因的中央，因此不宜選用AluⅠ酶．
質粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，在選擇限制酶時一般選擇同種限制酶，以便形成相同的黏性末端．
其中①～④分別表示：基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞、脫分化、再分化．

解答 解：（1）基因表達載體包括啟動子、標記基因、目的基因和終止子等部分，為了在番茄中獲得抗凍蛋白必須將抗凍蛋白基因連接在質粒中的啟動子之后．圖中③表示脫分化過程，④表示再分化過程．
（2）圖中質粒中含有多種限制酶識別序列和切割位點，但用限制酶HindⅢ切割會破壞啟動子，用限制酶EcoRⅠ切割會破壞終止子，用限制酶KpnⅠ切割會破壞復制原點，用限制酶XbaⅠ切割會去除終止子，用XhoⅠ和其他酶切割會去除啟動子，因此應該選用限制酶NdeⅠ、BamHⅠ切割．
（3）DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶，其中T₄DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平口末端，而E•coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來．
（4）若操作過程中先將Ⅰ導入農桿菌，為便于篩選成功導入Ⅰ的農桿菌，則作為受體的農桿菌應不含抗氨芐青霉素基因（Ampr）．
（5）為了確定耐寒轉基因番茄是否培育成功，既要用放射性同位素標記的抗凍蛋白基因做探針進行分子雜交檢測，又要用低溫環(huán)境栽培的方法從個體水平鑒定番茄植株的耐寒性．
故答案為：
（1）啟動子   脫分化、再分化    
（2）NdeⅠ、BamHⅠ
（3）E•coliDNA連接酶    T₄DNA連接酶    T₄DNA連接酶
（4）不含抗氨芐青霉素基因（Ampr）
（5）抗凍蛋白基因    低溫環(huán)境栽培

點評 本題結合圖解，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、工具及操作步驟，能準確判斷圖中各過程的含義，再結合圖中信息準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．