Question

【題目】B基因存在于水稻基因組中，其僅在體細(xì)胞（2n）和精子中正常表達(dá)，但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達(dá)對(duì)卵細(xì)胞的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

據(jù)圖回答：

（1）B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄，推測(cè)其可能的原因是卵細(xì)胞中________（單選）。

A.含B基因的染色體缺失 B.DNA聚合酶失活

C.B基因發(fā)生基因突變 D.B基因的啟動(dòng)子無法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄

（2）從水稻體細(xì)胞或________中提取總RNA，構(gòu)建____________文庫(kù)，進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因（表達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光）連接成融合基因（表達(dá)的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能），然后構(gòu)建重組表達(dá)載體。

（3）在過程①、②轉(zhuǎn)化篩選時(shí)，過程______________中T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，過程__________________在培養(yǎng)基中應(yīng)加入卡那霉素。

（4）獲得轉(zhuǎn)基因植株過程中，以下鑒定篩選方式正確的是________（多選）。

A.將隨機(jī)斷裂的B基因片段制備成探針進(jìn)行DNA分子雜交

B.以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計(jì)探針進(jìn)行DNA分子雜交

C.以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計(jì)探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交

D.檢測(cè)加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光

（5）從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚，觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個(gè)染色體組，判定該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的，而一般情況下水稻卵細(xì)胞在未受精時(shí)不進(jìn)行發(fā)育，由此表明_________________。

Answer 1

【答案】D 精子 cDNA ② ① BCD B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚

【解析】

基因工程的基本操作程序：

1、目的基因的獲�。海�1）目的基因是指： 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。（2）獲取方法：①?gòu)幕�因文�?kù)中獲��；②人工合成（反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法）；③PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。

2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建:（1）目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。（2）組成：目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因。①啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。②終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。③標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素抗性基因。

3、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞:（1）轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。（2）常用的轉(zhuǎn)化方法：常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射技術(shù)、Ca2+處理法。（3）重組細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后，篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。

4、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)：（1）首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。（2）其次還要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，方法是用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。（3）最后檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原--抗體雜交。（4）有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。

（1）通過題干信息可知，B基因可以在體細(xì)胞和精子中，說明含B基因的染色體未缺失，也沒有發(fā)生基因突變，AC錯(cuò)誤；基因表達(dá)過程中的轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，不是DNA聚合酶，B錯(cuò)誤；B基因在卵細(xì)胞中不能轉(zhuǎn)錄，可能是B基因的啟動(dòng)子在卵細(xì)胞中不能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，D正確；故選D。

（2）通過題干信息可知，水稻的體細(xì)胞和精子中B基因可表達(dá)，故可從水稻的體細(xì)胞和精子中提取RNA。通過逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生DNA，從而構(gòu)建cDNA文庫(kù)，進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。

（3）圖示中過程①表示篩選含有目的基因的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，圖示中質(zhì)粒有抗卡那霉素標(biāo)記基因和抗潮霉素標(biāo)記基因，如果選擇培養(yǎng)基中加入的是卡那霉素，起作用的是抗卡那霉素標(biāo)記基因。過程②表示用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻細(xì)胞的過程，該過程將其T-DNA整合到水稻細(xì)胞染色體DNA上。

（4）獲得轉(zhuǎn)基因植株，鑒定篩選方式有：①DNA分子雜交技術(shù)，即以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計(jì)探針進(jìn)行DNA分子雜交，故A錯(cuò)誤；B正確；②用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交，即以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計(jì)探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交，C正確；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，通過（2）可知B基因與Luc基因連接形成B-Luc融合基因，即可通過Luc基因表達(dá)，檢測(cè)加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光，D正確；故選BCD。

（5）轉(zhuǎn)基因植株含有促進(jìn)B基因在卵細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子，推測(cè)轉(zhuǎn)基因植株分離出的只含一個(gè)染色體組的胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的，而非轉(zhuǎn)基因水稻卵細(xì)胞中B基因不能轉(zhuǎn)錄，卵細(xì)胞在未受精時(shí)不進(jìn)行發(fā)育，由此表明B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成胚。