Question

3．回答下列與基因工程相關(guān)的問題：
（1）科學(xué)家利用基因工程手段培育抗干旱的轉(zhuǎn)基因煙草．獲得大量抗干旱基因可用PCR技術(shù)來擴(kuò)增，需要用到的酶有耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）．在培育轉(zhuǎn)基因抗干旱煙草過程中，常需將重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，該操作過程中首先必須用Ca²⁺處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)；然后將重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過程．
（2）該抗干旱的轉(zhuǎn)基因煙草中含有抗除草劑基因，作為標(biāo)記基因的抗除草劑基因用于檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入成功的原理是抗除草劑基因和抗干擾基因在同一質(zhì)粒上．經(jīng)檢測(cè)成功后，抗除草劑基因已經(jīng)沒有用途，若繼續(xù)留在植物體內(nèi)，則可能會(huì)造成的安全性問題是抗除草劑基因會(huì)轉(zhuǎn)移到雜草中．
（3）科學(xué)家嘗試使用Cre/loxP位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)，在檢測(cè)目的基因?qū)�入成功后，刪除轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因，有關(guān)過程如圖所示：

可通過Cre酶處理，質(zhì)粒中的兩段loxP序列被切開，可得到如上圖右側(cè)的兩個(gè)DNA分子．抗除草劑基因不再表達(dá)的原因是抗除草劑基因前沒有啟動(dòng)子．刪除除草劑基因，所以Cre酶可改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果就相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．

Answer 1

分析 基因工程技術(shù)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(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．

解答 解：（1）PCR技術(shù)是在較高溫度下進(jìn)行的，因此利用PCR技術(shù)來擴(kuò)增目的基因時(shí)，需要用到耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，即先用Ca²⁺處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)；然后將重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過程．
（2）由于抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上，故抗除草劑基因可以用于檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入成功．經(jīng)檢測(cè)成功后，抗除草劑基因已經(jīng)沒有用途，若繼續(xù)留在植物體內(nèi)，則可能會(huì)造成的安全性問題是抗除草劑基因會(huì)轉(zhuǎn)移到雜草中．
（3）基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因．由于抗除草劑基因前沒有啟動(dòng)子，因此抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會(huì)在培養(yǎng)過程中消失．刪除除草劑基因，Cre酶可改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果就相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．
故答案為：
（1）耐高溫的DNA聚合酶（Taq酶）   Ca²⁺處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)     重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞
（2）抗除草劑基因和抗干擾基因在同一質(zhì)粒上   抗除草劑基因會(huì)轉(zhuǎn)移到雜草中
（3）抗除草劑基因前沒有啟動(dòng)子     基因重組

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的概念、原理、操作步驟等，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．