Question

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，可以在相對寒冷的環境中生長．質粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，下圖是轉基因抗凍番茄培育過程的示意圖（amp^r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．請據圖作答：

（1）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．為了避免目的基因和載體在酶切后產生的末端發生任意連接，在此實例中，應該選用限制酶

 

分別對

 

，

 

  進行切割，切割后產生的DNA片段分別為

 

種．
（2）培養基中的氨芐青霉素會抑制番茄愈傷組織細胞的生長，要利用該培養基篩選已導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細胞，應使基因表達載體Ⅰ中含有

 

作為標記基因．
（3）研究人員通常采用

 

法將魚抗凍蛋白基因導入番茄細胞內．通常采用

 

技術，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應的蛋白質．
（4）利用組織培養技術將導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄組織細胞培育成植株．圖中③、④依次表示組織培養過程中番茄組織細胞的

 

，

 

過程．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術,植物培養的條件及過程

專題：

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）在構建基因表達載體中，如果目的基因和載體用同一種限制酶切割，獲得的黏性末端相同，將會發生自身環化現象，故應選用不同的限制酶分別對目的基因和載體切割，以獲得不同的黏性末端，故應選用PstⅠ和SmaⅠ對含魚抗凍蛋白基因的DNA、質粒進行切割，PstⅠ和SmaⅠ在魚抗凍蛋白基因的DNA上共有3個酶切位點，切割后產生4個DNA片段，而環狀質粒上有兩個酶切位點，切割后產生2個DNA片段．
（2）能在含氨芐青霉素的培養基中細胞具有抗氨芐青霉素基因，故基因表達載體Ⅰ中應含有抗氨芐青霉素基因作為標記基因．
（3）將目的基因導入植物細胞的方法是農桿菌轉化法．
（4）植物組織形成愈傷組織的過程是脫分化，而愈傷組織經再分化形成胚狀體．
故答案為：
（1）PstⅠ、SmaⅠ含魚抗凍蛋白基因的DNA、質�！�4、2
（2）抗氨芐青霉素基因（ampr）　
（3）農桿菌轉化（或基因槍法等）　抗原-抗體雜交　
（4）脫分化、再分化

點評：本題具有一定的難度，屬于考綱中理解層次的要求，考查了基因工程的工具酶、目的基因導入受體細胞以及利用植物組織培養技術培養轉基因植株的相關知識，解答的難點是能夠根據目的基因和質粒上的切割位點選擇合適的限制酶．