Question

17．熒火蟲能發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象．如果熒光素酶存在于植物體內，也可使植物體發光．一直以來熒光素酶的唯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．請你根據已有的知識回答下列有關問題：
（1）將熒光素酶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
（2）在基因工程操作中，可作為受體細胞的生物有ACD
A．土壤農桿菌     B．噬菌體       C．大腸桿菌    D．枯草桿菌
（3）在此轉基因工程中，是由質粒承擔運載體的．在將體外重組體DNA導入大腸桿菌體內之前通常要用CaCl₂處理大腸桿菌，目的是以增大細胞壁的通透性，使重組基因能夠導入到受體細胞內．
（4）由于熒光素酶的特殊作用，科學家設想將其基因作為實驗工具，以判斷固氮基因是否成功導入某植物體內，具體方法是將熒光素酶基因與固氮基因連接在一起，操作中必須用到的工具酶有限制性內切酶和DNA連接酶，成功導入的依據是植物體發光．
（5）與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優點是目的明確和培育周期短．

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）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．
（2）在基因工程操作中，可作為受體細胞的生物有原核生物、真菌、動物和植物，但病毒沒有細胞結構，不能作為受體細胞．故選ACD．
（3）將目的基因導入微生物細胞常用感受態細胞法，即用Ca²⁺處理大腸桿菌，以增大細胞壁的通透性，使大腸桿菌處于能夠吸收周圍DNA分子的感受態，從而使重組基因能夠導入到受體細胞內．
（4）由于熒光素酶的特殊作用，科學家設想將其基因作為實驗工具，以判斷固氮基因是否成功導入某植物體內，具體方法是將熒光素酶基因與固氮基因連接在一起．操作中必須用到的工具酶有限制性內切酶和DNA連接酶，成功導入的依據是植物體發光．
（5）與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優點有目的明確、培育周期短、可以克服遠緣雜交的不親和性等．
故答案為：
（1）ABD   
（2）ACD   
（3）CaCl₂  以增大細胞壁的通透性，使重組基因能夠導入到受體細胞內    
（4）將熒光素酶基因與固氮基因連接在一起        限制性內切酶     DNA連接酶      植物體發光   
（5）目的明確、培育周期短、可以克服遠緣雜交的不親和性

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．