Question

【題目】玉米由于含有Ppc酶，能在高光強(qiáng)、高溫和高氧分壓的條件下利用更低濃度的CO2，水稻卻不能�？茖W(xué)家想把該Ppc基因利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其轉(zhuǎn)入水稻體內(nèi)，從而提高水稻的光合效率。請回答：

（1）利用玉米的成熟葉片為材料，同時(shí)構(gòu)建cDNA文庫和基因組文庫，兩個(gè)文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的_____，其原因是____________________________________________。

（2）經(jīng)測定編碼Ppc酶的cDNA序列（假設(shè)只編碼從起始密碼子到終止密碼子之間的序列）為1256對堿基，則可判斷對這段序列的測定是錯(cuò)誤的，理由是________________________________。

（3）將Ppc基因插入Ti質(zhì)粒的_______________中，構(gòu)建基因表達(dá)載體并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。目的基因是否成功導(dǎo)入植物細(xì)胞，可以用________________技術(shù)進(jìn)行檢測。

（4）若經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株的核DNA中僅插入一個(gè)基因，讓其自交，在子代含Ppc基因的植株中，純合子占_________；若轉(zhuǎn)基因植株的核DNA中插入2個(gè)基因（插入到非同源染色體上）讓其自交，在子代含Ppc基因的植株中，能穩(wěn)定遺傳的占_________。

Answer 1

【答案】少 cDNA文庫中只含有玉米葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄（或已表達(dá)）的基因，而基因組文庫中含有玉米的全部基因 因?yàn)樯�物決定每個(gè)氨基酸的堿基序列為三聯(lián)密碼，所以基因的編碼堿基序列應(yīng)為3的整數(shù)倍 T-DNA DNA分子雜交 1/3 7/15

【解析】

（1）農(nóng)桿菌在自然狀態(tài)下，感染雙子葉植物和裸子植物。當(dāng)植物受到損傷時(shí)，植物傷口處產(chǎn)生大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞，這時(shí)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA（可轉(zhuǎn)移的DNA）可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，利用農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞中染色體的DNA上，使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。
（2）目的基因的檢測和表達(dá)：檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵，方法是采用DNA分子雜交技術(shù)；要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，這是檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步，方法：分子雜交技術(shù)；檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交；有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀，做抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)。

（1）由于cDNA文庫中只含有已轉(zhuǎn)錄（或已表達(dá)）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因，所以cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少。

（2）mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基又稱做一個(gè)密碼子，所以生物決定每個(gè)氨基酸的堿基序列為三聯(lián)密碼，所以基因的編碼堿基序列應(yīng)為3的整數(shù)倍，1256不是3的整數(shù)倍，所以測定是錯(cuò)的。

（3）將Ppc基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上，構(gòu)建基因表達(dá)載體并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞，并將其插入到植物細(xì)胞染色體的DNA上；要檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，檢測方法是DNA分子雜交技術(shù)。

（4）若插入Ppc基因用A來表示，不插入Ppc基因用a表示，則轉(zhuǎn)基因植株可表示為Aa，自交后代中含不插入Ppc基因用a表示AA∶Aa=1∶3，其中純合子占1/3；若轉(zhuǎn)基因植株的核DNA中插入2個(gè)基因（插入到非同源染色體上），若插入Ppc基因用A和B來表示，不插入Ppc基因用a和b表示，則該轉(zhuǎn)基因植株可表示為AaBb，其自交后代中含Ppc基因的植株中能穩(wěn)定遺傳的有AABB、AABb、AAbb、AaBB、aaBB，占7/15。