Question

【題目】胡蘿卜素是一種常見(jiàn)的食品添加劑，美國(guó)、日本等國(guó)通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出一種黃金大米。將同時(shí)含有酶A、酶B、酶D這三種酶基因的表達(dá)載體導(dǎo)入水稻細(xì)胞。已知酶A基因來(lái)自細(xì)菌，酶B基因來(lái)自玉米，酶D基因來(lái)自其他植物，其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β-胡蘿卜素而呈現(xiàn)金黃色，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）酶A、B、D基因遺傳信息不同的原因是___________________________。

（2）科學(xué)家獲取酶A、B、D基因的方法各不相同，酶A基因是通過(guò)PCR獲得，PCR的前提是設(shè)計(jì)引物，需要引物的原因是_____________________________。酶B基因是從cDNA文庫(kù)中獲得，即從高效表達(dá)___________________（填生物）細(xì)胞中獲取mRNA，通過(guò)反轉(zhuǎn)錄獲取cDNA，構(gòu)建cDNA文庫(kù)；酶D作為標(biāo)記基因，其作用是________________________________________________。

（3）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，檢測(cè)的方法是用________________作為探針，與______________________________結(jié)合，若結(jié)果顯示雜交帶，表明目的基因插入到染色體DNA上。

（4）若控制酶B基因有1656個(gè)堿基對(duì)，下圖表示篩選獲得的受體細(xì)胞中編碼酶B的mRNA的部分堿基序列（已知：起始密碼子為AUG，GUG；終止密碼子為UAA，UAG，UGA）

圖中框內(nèi)mRNA片段包含了___________個(gè)密碼子，如框后的序列未知，預(yù)測(cè)框后的第一個(gè)密碼子最多__________種。

Answer 1

【答案】脫氧核苷酸（堿基）排列順序（數(shù)量）不同 DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA，只能沿著3’延伸DNA鏈，因此，DNA復(fù)制需要引物 玉米 鑒別受體細(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(lái) 放射性同位素標(biāo)記的目的基因 轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA 7 13

【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(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)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�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)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(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA—分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)—抗原-抗體雜交技術(shù)；個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）遺傳信息是指DNA分子中特定的堿基序列，酶A、B、D基因遺傳信息不同的原因是堿基的排列順序不同。

（2）PCR是體外擴(kuò)增DNA的常用技術(shù)，由于DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA，只能沿著3’延伸DNA鏈，因此，DNA復(fù)制需要引物，故進(jìn)行PCR的前提是設(shè)計(jì)引物。由于酶B基因來(lái)自玉米，故從cDNA文庫(kù)中獲得酶B基因時(shí)，即從高效表達(dá)的玉米細(xì)胞中獲取mRNA，通過(guò)反轉(zhuǎn)錄獲取cDNA，構(gòu)建cDNA文庫(kù)；標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(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(lái)。

（3）檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，檢測(cè)的方法是用放射性同位素標(biāo)記的目的基因作為探針，與轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA結(jié)合，若結(jié)果顯示雜交帶，表明目的基因插入到染色體DNA上。

（4）密碼子是指mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。圖示方框內(nèi)起點(diǎn)序列AUG為起始密碼子，按照每相鄰三個(gè)堿基為一個(gè)密碼子、決定一個(gè)氨基酸可知，方框內(nèi)的序列沒(méi)有終止密碼子，為7個(gè)密碼子。因?yàn)榭蚝蟮谝粋�(gè)密碼子首字母是U，后面兩位可能組合的種類數(shù)是4×4=16種，除去三個(gè)終止密碼UAA、UAG、UGA，故最多有13種密碼子。