Question

【題目】南極某種魚含有抗凍基因，下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖。請回答下列相關(guān)問題：

(1)利用①過程的方法獲取目的基因需要用到_________酶。②過程中常需要用到的工具酶是__________________。

(2)通過①②過程成功構(gòu)建的重組質(zhì)粒，除了目的基因外，此載體還應(yīng)該具備___________________________等條件。

(3)將目的基因?qū)�入番茄體細(xì)胞的方法是利用農(nóng)桿菌的_________作用，其原理是____________________________________。

(4)要確認(rèn)抗凍基因是否在轉(zhuǎn)基因番茄植株中正確表達(dá)，除了進(jìn)行分子檢測外，有時(shí)還需要進(jìn)行___________________________的鑒定。

(5)若某科研機(jī)構(gòu)從預(yù)期的抗凍蛋白功能出發(fā)，依靠人工方法合成了抗凍基因的mRNA，再重復(fù)上述過程該研究方法可稱為__________________。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶和DMA聚合酶 限制酶和DNA連接酶 啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因 轉(zhuǎn)化 目的基因隨農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，整合到受體細(xì)胞中的染色體 DNA上并且能夠穩(wěn)定存在并表達(dá) 個(gè)體生物學(xué)水平 蛋白質(zhì)工程

【解析】

本題綜合考查基因工程相關(guān)的內(nèi)容。蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。其基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。

（1）由圖可知①是提取目的基因，提取目的基因的方法是以mRNA為模板合成DNA（目的基因）的方法，具體過程是以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成DNA的一條鏈，然后又以該單鏈DNA為模板在DNA聚合酶催化下合成了雙鏈DNA。所以需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶。②過程是形成重組質(zhì)粒，也即基因表達(dá)載體的構(gòu)建的過程，用到的工具酶是（用同一種）限制酶（切割目的基因和質(zhì)粒，使之露出相同的黏性末端）和DNA連接酶（連接黏性末端）。

（2）一個(gè)基因表達(dá)載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動(dòng)子、終止子、以及標(biāo)記基因。

（3）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，并將其中的Ti質(zhì)粒上的DNA轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體的DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點(diǎn)，如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞中染色體的DNA上，使目的基因的遺傳性特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。

(4)要確認(rèn)抗凍基因是否在轉(zhuǎn)基因番茄植株中正確表達(dá)，除了進(jìn)行分子檢測外，有時(shí)還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。也即把轉(zhuǎn)基因番茄在寒冷環(huán)境中培養(yǎng)，對其進(jìn)行抗寒能力的檢驗(yàn)。

(5)若某科研機(jī)構(gòu)從預(yù)期的抗凍蛋白功能出發(fā)，依靠人工方法合成了抗凍基因的mRNA，再重復(fù)上述過程，該研究方法可稱為蛋白質(zhì)工程。