Question

【題目】孟加拉國有望在2021年成為全球第一個種植轉(zhuǎn)基因黃金大米的國家。黃金大米是在普通大米中轉(zhuǎn)入兩個合成β—胡蘿卜素（胡蘿卜素的一種）所需的外源基因，即玉米來源的八氫番茄紅素合酶基因和細(xì)菌來源的胡蘿卜素脫氫酶兩個基因，使原本不能合成β—胡蘿卜素的水稻胚乳可以合成β—胡蘿卜素。

請據(jù)此回答問題：

（1）結(jié)合所學(xué)的知識，解釋為何將上述轉(zhuǎn)基因大米稱為黃金大米?____________。胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為____________，從而提高了大米的營養(yǎng)價值。

（2）八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因在基因工程中被稱為______________________。

（3）啟動子通常具有物種及組織特異性，在構(gòu)建黃金大米基因表達(dá)載體時，需要選擇的是要能夠在____細(xì)胞內(nèi)特異性表達(dá)的啟動子。

（4）若對八氫番茄紅霉素合酶基因利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，則需要根據(jù)____________設(shè)計引物，同時還需要在一定的緩沖溶液中提供八氫番茄紅素合酶基因、__________和___________，通過控制________使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。

（5）水稻是單子葉植物，若用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將以上兩種基因?qū)�入水稻�?xì)胞，先得把他們插入農(nóng)桿菌的

____________上，并需要使用____________物質(zhì)處理水稻的組織細(xì)胞。

Answer 1

【答案】β-胡蘿卜素的顏色為橘（橙）黃色，在水稻胚乳中合成后，使大米呈現(xiàn)黃色 維生素A 目的基因 水稻胚乳 八氫番茄紅素合酶基因的脫氧核苷酸序列 四種脫氧核苷酸 耐熱的DNA聚合酶 溫度 Ti質(zhì)粒的T-DNA 酚類

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、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)�入動物�?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）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）上述轉(zhuǎn)基因大米的胚乳可以合成β-胡蘿卜素，β-胡蘿卜素的顏色為橘（橙）黃色，在水稻胚乳中合成后，使大米呈現(xiàn)黃色，故被稱為黃金大米。胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為維生素A，可以治療缺乏維生素A導(dǎo)致的夜盲癥，從而提高了大米的營養(yǎng)價值。

（2）八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因?qū)儆谀康幕�因�?/span>

（3）因?yàn)橐�在水稻的胚乳�?xì)胞中合成β-胡蘿卜素，故在構(gòu)建黃金大米基因表達(dá)載體時，需要選擇的能夠在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異性表達(dá)的啟動子。

（4）利用PCR技術(shù)對八氫番茄紅霉素合酶基因進(jìn)行擴(kuò)增時，需要根據(jù)八氫番茄紅素合酶基因的脫氧核苷酸序列設(shè)計引物，同時還需要在一定的緩沖溶液中提供八氫番茄紅素合酶基因、四種脫氧核苷酸和耐熱的DNA聚合酶，通過控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。

（5）用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將以上兩種基因?qū)�入水稻�?xì)胞時，先把目的基因插入到農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒的T-DNA上，并需要使用酚類物質(zhì)處理水稻的組織細(xì)胞，以吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞。