Question

在菲律賓首都馬尼拉郊外的一片稻田里,一種被稱為“金色大米”的轉(zhuǎn)基因水稻已經(jīng)悄然收獲。這種轉(zhuǎn)基因大米可以幫助人們補充每天必需的維生素A。由于含有可以生成維生素A的β胡蘿卜素,它呈現(xiàn)金黃色澤,故稱“金色大米”�！敖鹕�大米”的培育流程如圖所示,請回答下列問題。(已知酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—,酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—)。

(1)培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中,其核心是 ,通過該操作形成了圖中的 (填字母),它的構(gòu)成至少包括 等。

(2)在研究過程中獲取了目的基因后采用 技術(shù)進行擴增。在構(gòu)建c的過程中目的基因用(填“限制酶Ⅰ”或“限制酶Ⅱ”)進行了切割。檢驗重組載體導(dǎo)入能否成功,需要利用 作為標記基因。

(3)過程d通常采用 法,過程e運用了 技術(shù),在該技術(shù)應(yīng)用的過程中,關(guān)鍵步驟是利用含有一定營養(yǎng)和激素的培養(yǎng)基誘導(dǎo)植物細胞進行 和 。

(4)若希望該轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)的“金色大米”含維生素A含量更高、效果更好,則需要通過 工程手段對合成維生素A的相關(guān)目的基因進行設(shè)計。該工程是一項難度很大的工程,目前成功的例子不多,主要原因是   。

 

Answer 1

(1)基因表達載體的構(gòu)建 c 目的基因、啟動子、終止子、標記基因

(2)PCR 限制酶Ⅱ 基因Ⅰ

(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 植物組織培養(yǎng) 脫分化 再分化

(4)蛋白質(zhì) 因為蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,目前對很多蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)還不了解

【解析】(1)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建,構(gòu)建成的基因表達載體可用圖中c表示,其結(jié)構(gòu)中至少包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因。(2)擴增目的基因應(yīng)采用PCR技術(shù)。據(jù)圖可知,限制酶Ⅱ的識別序列中包含了限制酶Ⅰ的識別序列,若使用限制酶Ⅰ進行切割,則基因Ⅰ和基因Ⅱ都會被破壞,因此應(yīng)使用限制酶Ⅱ進行切割。此時基因Ⅰ結(jié)構(gòu)完整,可作為標記基因。(3)將目的基因?qū)�入植物細�?過程d)通常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,將受體細胞培育為完整植株需用植物組織培養(yǎng)技術(shù),該技術(shù)的核心是脫分化和再分化。(4)對自然界原有基因的修飾、改造需通過蛋白質(zhì)工程。由于蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,目前對很多蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)還不了解,目前蛋白質(zhì)工程成功的例子不多。