Question

5．科學家嘗試使用Cre/loxP位點特異性重組系統，在檢測目的基因導入成功后，刪除轉基因煙草細胞內的抗除草劑基因．其技術過程如圖（圖中的■代表基因前的啟動子，啟動子是基因（gene）的一個組成部分，控制基因表達（轉錄）的起始時間和表達的程度．啟動子就像“開關”，決定基因的活動．）據圖1回答：
（1）loxP是一種只有34個堿基對構成的小型DNA片段，是有兩個13個堿基對反向重復序列和中間間隔的8個堿基對序列共同組成，自身不會表達，插入質粒后也不影響原有基因的表達，其堿基序列如下：
Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶．從遺傳學角度分析，Cre酶改變質粒產生的結果相當于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質粒導入到植物細胞后，通過脫分化和再分化兩個過程可以形成完整的植株．作為標記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導入成功的原理是抗除草劑基因和目的基因在同一個質粒上．
（3）經檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續留在植物體內可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉移到雜草中．經Cre酶處理后，質粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側的這兩個DNA分子．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子的原因，抗除草劑基因不再表達，之后會在培養過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果經Cre酶處理后，發現抗除草劑基因反向連接在質粒-上，則原來質粒一中這兩個loxP序列的方向是C．
A．兩個都是正向       B．兩個都是反向      C．一個正向一個反向      D．與方向無關．

Answer 1

分析 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、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．
3、胚胎干細胞具有胚胎細胞的特性，體積較小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發育的全能性，可分化為成年動物任何一種組織細胞．另一方面，在體外培養條件下，ES細胞可不斷增殖而不發生分化，可進行冷凍保存，也可以進行某些遺傳改變．

解答 解：（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．Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶．從遺傳學角度分析，Cre酶改變質粒產生的結果相當于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質粒導入到植物細胞中的方法有：農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法，其中最常用的方法是農桿菌轉化法．由于抗除草劑基因和目的基因在同一個質粒上，故抗除草劑基因可以用于檢測目的基因是否導入成功．
（3）經檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續留在植物體內可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉移到雜草中．經Cre酶處理后，質粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側的這兩個DNA分子．基因表達載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標記基因．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子的原因，因此抗除草劑基因不再表達，之后會在培養過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．據圖分析，如果經Cre酶處理后，發現抗除草劑基因反向連接在質粒一上，則原來質粒一中這兩個loxP序列的方向是一個正向一個反向．故選：C．
故答案為：
（1）限制酶          基因重組
（2）脫分化      再分化        抗除草劑基因和目的基因在同一個質粒上
（3）抗除草劑基因可能轉移到雜草中    抗除草劑基因前沒有了啟動子
（4）C

點評 本題考查基因工程和細胞工程的相關知識，要求考生能夠識記基因工程的原理、工具以及操作步驟等，識記植物組織培養過程，對轉基因生物的安全性具有一定的認識．