Question

【題目】普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），其能在纖維細(xì)胞中特異性表達，產(chǎn)生的 β-甘露糖苷酶催化半纖維素降解，使棉纖維長度變短。為了培育新的棉花品種，科研人員構(gòu)建了反義GhMnaA2基因表達載體，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入棉花細(xì)胞，成功獲得轉(zhuǎn)基因棉花品種，具體過程如下圖所示。請分析回答：

（1）①和②過程中所用的限制性核酸內(nèi)切酶分別為____________、____________。

（2）過程①中纖維細(xì)胞E6啟動子在質(zhì)粒1上只以一種方向的相連，請解釋GhMnaA2基因在質(zhì)粒2上可以正向和反向兩種方向相連的原因是_______________，這種操作的缺點是目的基因容易發(fā)生___________，從而影響與質(zhì)粒的拼接。

（3）基因表達載體除了圖示組成外，至少還有________________________。

（4）過程③中需用CaCl2處理農(nóng)桿菌，目的是________________________，從而使外源基因容易導(dǎo)入。

（5）過程④利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化棉花細(xì)胞的過程，整合到棉花細(xì)胞染色體DNA上去的區(qū)段是重組質(zhì)粒中的____________部分，在植物組織培養(yǎng)前需要把與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)后的外植體轉(zhuǎn)移到含有____________的培養(yǎng)基上進行脫菌培養(yǎng)。

（6）導(dǎo)入棉花細(xì)胞內(nèi)的反義GhMnaA2基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA能____________從而阻止____________合成，使棉纖維更長。

Answer 1

【答案】Hindlll和 BamHI Smal 過程②中目的基因和質(zhì)粒形成相同的粘性末端 自身環(huán)化 復(fù)制原點、終止子、標(biāo)記基因 增加農(nóng)桿菌細(xì)胞壁的通透性 T—DNA 抗生素 與棉花細(xì)胞內(nèi)的GhMnaA2轉(zhuǎn)錄的mRNA互補配對 p-甘露糖苷酶

【解析】

考查基因表達載體的構(gòu)建和目的基因?qū)�入受體細(xì)胞過程。

1、圖中基因表達載體顯示的部分有目的基因和啟動子，基因表達載體還應(yīng)有復(fù)制原點、終止子和標(biāo)記基因等，復(fù)制原點使目的基因可以在受體細(xì)胞內(nèi)進行復(fù)制，終止子可以終止mRNA的轉(zhuǎn)錄，標(biāo)記基因用以篩選目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞

2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)指在含有營養(yǎng)物質(zhì)及植物生長物質(zhì)的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)離體植物組織（器官或細(xì)胞）并誘導(dǎo)其長成完整植株的技術(shù)，可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將受體細(xì)胞培育成植株。

3、反義GhMnaA2轉(zhuǎn)錄的mRNA能與細(xì)胞內(nèi)的GhMnaA2轉(zhuǎn)錄的mRNA互補配對，從而抑制了以mRAN為模板合成蛋白質(zhì)，阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纖維更長

（1）含E6啟動子的DNA兩端只有HindⅢ、BamHⅠ酶切位點，為了獲得E6啟動子，應(yīng)用HindⅢ、BamHⅠ酶切割含E6啟動子的DNA片段，含GhMnaA2的DNA片段有Smal酶切位點，含E6啟動子的質(zhì)粒上也有Smal酶切位點故過程②可用Smal切割獲得相同的粘性末端。故①和②過程中所用的限制性核酸內(nèi)切酶分別為Hindlll和 BamHI、SmaI。

（2）過程①中纖維細(xì)胞E6啟動子在質(zhì)粒1上只以一種方向的相連，請解釋GhMnaA2基因在質(zhì)粒2上可以正向和反向兩種方向相連的原因是過程②中目的基因和質(zhì)粒形成相同的粘性末端，這種操作的缺點是目的基因容易發(fā)生自身環(huán)化，從而影響與質(zhì)粒的拼接。

（3）據(jù)分析可知：基因表達載體除了圖示組成外，至少還有復(fù)制原點、終止子、標(biāo)記基因。

（4）過程③中需用CaCl2處理農(nóng)桿菌，目的是增加農(nóng)桿菌細(xì)胞壁的通透性，從而使外源基因容易導(dǎo)入。

（5）過程④利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化棉花細(xì)胞的過程，整合到棉花細(xì)胞染色體DNA上去的區(qū)段是重組質(zhì)粒中的T—DNA部分，在植物組織培養(yǎng)前需要把與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)后的外植體轉(zhuǎn)移到含有抗生素的培養(yǎng)基上進行脫菌培養(yǎng)。

（6）導(dǎo)入棉花細(xì)胞內(nèi)的反義GhMnaA2基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA能與棉花細(xì)胞內(nèi)的GhMnaA2轉(zhuǎn)錄的mRNA互補配對 從而阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纖維更長。