Question

【題目】磷轉(zhuǎn)運體Q蛋白家族在植物吸收磷元素中發(fā)揮重要作用，編碼該蛋白家族的基因種類繁多（如Q1、Q2和Q3等）。為通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高紫花苜蓿的耐低磷能力，需篩選出低磷條件下高表達Q蛋白基因（高表達基因?qū)��?yīng)mRNA的量在細胞中也高）。回答下列問題。

（1）RT-PCR是以mRNA作為模板擴增得到DNA的技術(shù)，與傳統(tǒng)PCR相比，進行RT-PCR時需額外添加的酶是________，反應(yīng)體系中已存在不同Q蛋白對應(yīng)mRNA、dNTP和所需的酶，要得到不同的Q蛋白基因，還需在反應(yīng)體系中加入________。利用RT-PCR技術(shù)能篩選出高表達基因，推測其判斷指標是________。

（2）將目的基因轉(zhuǎn)入紫花苜蓿葉片細胞的常用方法是________，該方法需先將目的基因整合到Ti質(zhì)粒的________中，由此，目的基因可整合到紫花苜蓿葉片細胞的染色體上。紫花苜蓿葉片細胞可通過________技術(shù)培養(yǎng)得到完整植株，其依據(jù)的原理是________。

（3）科學(xué)家將綠色熒光蛋白基因連接到篩選所得的目的基因之后，構(gòu)建得到基因表達載體（兩基因共用啟動子和終止子，表達產(chǎn)物既能實現(xiàn)Q蛋白功能也能發(fā)綠色熒光），導(dǎo)入受體細胞一段時間后，可觀測到細胞膜上呈現(xiàn)綠色熒光，說明________。這與目的基因的表達產(chǎn)物在細胞吸收磷元素中所發(fā)揮的作用相吻合。

Answer 1

【答案】反轉(zhuǎn)錄酶??? 4種脫氧核苷酸??? PCR后Q蛋白基因DNA的多少??? 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法??? DNA??? 植物組織培養(yǎng)??? 植物細胞具有全能性??? 目的基因已成功導(dǎo)入受體細胞???

【解析】

基因工程技術(shù)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(shù)擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構(gòu)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?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�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(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1） mRNA作為模板擴增得到DNA的技術(shù)，是一個逆轉(zhuǎn)錄的過程，該過程需要添加逆轉(zhuǎn)錄酶，反應(yīng)體系中已存在不同Q蛋白對應(yīng)mRNA、dNTP和所需的酶，要得到不同的Q蛋白基因，還需在反應(yīng)體系中加入4種脫氧核苷酸。可通過PCR后Q蛋白基因DNA的多少，來檢測利用RT-PCR技術(shù)能否篩選出高表達基因。

（2）將目的基因轉(zhuǎn)入植物細胞的常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法需先將目的基因整合到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的DNA中，由此，目的基因可整合到紫花苜蓿葉片細胞的染色體上。植物葉片高度分化的細胞可通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)得到完整植株，其原理是植物細胞具有全能性。

（3）受體細胞中可觀測到細胞膜上呈現(xiàn)綠色熒光，說明目的基因已成功導(dǎo)入受體細胞。這與目的基因的表達產(chǎn)物在細胞吸收磷元素中所發(fā)揮的作用相吻合。