Question

4．科學(xué)家嘗試使用Cre/loxP位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)，在檢測目的基因?qū)�入成功后，刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因．其技術(shù)過程如下（圖中的■代表基因前的啟動(dòng)子），據(jù)圖回答：

（1）loxP是一種只有34個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的小型DNA片段，是有兩個(gè)13個(gè)堿基對(duì)反向重復(fù)序列和中間間隔的8個(gè)堿基對(duì)序列共同組成，自身不會(huì)表達(dá)，插入質(zhì)粒后也不影響原有基因的表達(dá)，其堿基序列如圖：

Cre酶能特異性地識(shí)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酶．從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．
（2）作為標(biāo)記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功的原因是抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會(huì)造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個(gè)DNA分子．由于抗除草劑基因前沒有了啟動(dòng)子的原因，抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會(huì)在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒一上，則原來質(zhì)粒一中這兩個(gè)loxP序列的方向是C．
A．兩個(gè)都是正向B．兩個(gè)都是反向C．一個(gè)正向一個(gè)反向D．與方向無關(guān)．

Answer 1

分析 基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測與鑒定．基因工程的工具有：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體．基因工程的原理是基因重組．基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因．目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的最常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．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．

解答 解：（1）限制酶能夠識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．Cre酶能特異性地識(shí)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(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細(xì)胞中的方法有：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法，其中最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．由于抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上，故抗除草劑基因可以用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會(huì)造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個(gè)DNA分子．基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因．由于抗除草劑基因前沒有了啟動(dòng)子的原因，因此抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會(huì)在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．據(jù)圖分析，如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒一上，則原來質(zhì)粒一中這兩個(gè)loxP序列的方向是一個(gè)正向一個(gè)反向．故選：C．
故答案為：
（1）限制酶　基因重組
（2）抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上
（3）抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中　抗除草劑基因前沒有了啟動(dòng)子
（4）C

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，題目中考查的要點(diǎn)較多，設(shè)計(jì)到多方面的知識(shí)，要求學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)掌握得比較全面．基因工程是考查的重點(diǎn)知識(shí)，與細(xì)胞工程、胚胎工程等現(xiàn)代生物技術(shù)都有一定聯(lián)系．復(fù)習(xí)時(shí)可以建立知識(shí)框架，幫助記憶和理解．