Question

【題目】科學家將魚抗凍蛋白基因轉入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長。質粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，下圖是轉基因抗凍番茄培育過程的示意圖（ampr為抗氨芐青霉素基因），其中①～④是轉基因抗凍番茄培育過程中的相關步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關結構或細胞。請據圖作答：

（1）在構建基因表達載體時，可用一種或者多種限制酶進行切割。為了避免目的基因和載體在酶切后產生的末端發(fā)生任意連接，在此實例中，應該選用限制酶_____分別對______進行切割，切割后產生的DNA片段分別為__________種、_______________種。

（2）培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會抑制番茄愈傷組織細胞的生長，要利用該培養(yǎng)基篩選已導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細胞，應使基因表達載體Ⅰ中含有_______________作為標記基因。

（3）研究人員通常采用_______________法將魚抗凍蛋白基因導入番茄細胞內。通常采用_______________技術，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應的蛋白質。

（4）利用組織培養(yǎng)技術將導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄組織細胞培育成植株。圖中③、④依次表示組織培養(yǎng)過程中番茄組織細胞的_______________過程。

Answer 1

【答案】 PstⅠ、SmaⅠ 含魚抗凍蛋白基因的DNA、質粒 4 2 抗氨芐青霉素基因（ampr） 農桿菌轉化 抗原—抗體雜交 脫分化、再分化

【解析】

結合題意，分析圖解：魚的抗凍蛋白基因上具有三種限制酶切割位點，PstⅠ酶的切割位點存在于目的基因的兩側，SmaⅠ酶的切割位點存在于目的基因的左側，而AluⅠ酶的切割位點存在于目的基因的中央，因此不宜選用AluⅠ酶（因為它會破壞目的基因的結構）。在選擇限制酶時一般選擇同種限制酶，以便形成相同的黏性末端。圖中①～④分別表示的過程是：基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞、脫分化、再分化。

（1）結合前面的分析可知：在構建基因表達載體中，如果目的基因和載體用同一種限制酶切割，獲得的黏性末端相同，將會發(fā)生自身環(huán)化現象，故應選用不同的限制酶分別對目的基因和載體切割，以獲得不同的黏性末端，故應選用PstⅠ和SmaⅠ對含魚抗凍蛋白基因的DNA、質粒進行切割。PstⅠ和SmaⅠ在魚抗凍蛋白基因的DNA上共有3個酶切位點，切割后產生4個DNA片段；而環(huán)狀質粒上有兩個酶切位點，切割后產生2個DNA片段。

（2）能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中正常生長增殖的細胞一定具有抗氨芐青霉素基因（ampr），故基因表達載體Ⅰ中應含有抗氨芐青霉素基因作為標記基因。

（3）將目的基因導入植物細胞的常用方法是農桿菌轉化法。在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應的蛋白質，原理是：把該目的基因合成的蛋白質看作抗原，在其中加入特定的抗體，即采用抗原-抗體雜交技術，觀察是否出現凝集反應。若出現凝集反應，則說明該目的基因控制合成蛋白質成功；反之，則不成功。

（4）植物組織培養(yǎng)首先需要培養(yǎng)形成愈傷組織，該過程是脫分化③，而愈傷組織經再分化④形成胚狀體。