Question

【題目】“黃金大米”是在普通大米中轉(zhuǎn)入合成β–胡蘿卜素所需的兩個(gè)外源基因（玉米來(lái)源的八氫番茄紅素合酶基因和細(xì)菌來(lái)源的胡蘿卜素脫氫酶基因），使原本不能合成β–胡蘿卜素的水稻胚乳變得可以合成，大米呈現(xiàn)出金黃色，故稱(chēng)為“黃金大米”。據(jù)此回答下列問(wèn)題。

（1）從玉米、細(xì)菌體內(nèi)獲取的基因能拼接在一起，原因是______________。

（2）運(yùn)載這兩種基因的質(zhì)粒上的組件往往需要進(jìn)行加工：

①若在培育出的“黃金大米”中檢測(cè)不到______________，說(shuō)明需對(duì)啟動(dòng)子或終止子進(jìn)行加工或替換，八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因的啟動(dòng)子應(yīng)來(lái)自______________。

②為便于將兩個(gè)外源基因及其他組件拼接到質(zhì)粒上，所選質(zhì)粒應(yīng)滿(mǎn)足的條件是_____________________。

③在重組質(zhì)粒上添加合適的標(biāo)記基因也是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，標(biāo)記基因往往是______________基因，其作用是______________。

（3）借助蛋白質(zhì)工程可提高細(xì)菌來(lái)源的胡蘿卜素脫氫酶的活性，其基本途徑是_____________________。

Answer 1

【答案】不同來(lái)源的基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)，且均遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA 大米 具有多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn) 抗生素抗性 鑒別受體細(xì)胞是否含有目的基因，便于將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái) 預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（→得到預(yù)期的基因）

【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(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）從玉米、細(xì)菌體內(nèi)獲取的基因能拼接在一起，原因是不同來(lái)源的基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)，且均遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。

（2）①啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合的位點(diǎn)，是目的基因轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)，終止子是轉(zhuǎn)錄的終止點(diǎn)，若在培育出的“黃金大米”中檢測(cè)不到八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA，說(shuō)明需對(duì)啟動(dòng)子或終止子進(jìn)行加工或替換，由于八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因需在大米中轉(zhuǎn)錄和翻譯，所以八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因的啟動(dòng)子應(yīng)來(lái)自大米。

②為便于將兩個(gè)外源基因及其他組件拼接到質(zhì)粒上，所選質(zhì)粒應(yīng)滿(mǎn)足的條件是具有多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)。

③標(biāo)記基因往往是抗生素抗性基因，其作用是鑒別受體細(xì)胞是否含有目的基因，便于將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。

（3）蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（→得到預(yù)期的基因）。