Question

14．螢火蟲發(fā)光是體內(nèi)熒光素酶催化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象．如果熒光素酶存在于植物體內(nèi)，也可使植物體發(fā)光．一直以來熒光素酶的惟一來源是從螢火蟲腹部提取．但加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過轉(zhuǎn)基因工程實(shí)現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶．請(qǐng)你根據(jù)已有的知識(shí)回答下列有關(guān)問題：
（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是熒光素酶基因，具體操作過程中如圖所示的黏性末端是由2種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的．

（2）將此目的基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)需要載體的幫助，則作為載體必須具備能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存、以及具有特定的限制酶切割位點(diǎn)、具有某些標(biāo)記基因（至少答出兩點(diǎn)）等條件．
（3）本實(shí)驗(yàn)中將目的基因?qū)�入大腸桿菌的載體可以是A、C（多選）．
A．質(zhì)粒     B．動(dòng)物病毒C．噬菌體  D．植物病毒
（4）在此轉(zhuǎn)基因工程中，將體外重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，并使其在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化．最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca²⁺處理大腸桿菌，目的是使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)（或使大腸桿菌處于感受態(tài)細(xì)胞狀態(tài)）．
（5）目的基因在受體細(xì)胞是否能轉(zhuǎn)錄出mRNA，可用分子雜交技術(shù)來檢測(cè)；目的基因是否表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，除了通過大腸桿菌是否發(fā)光來確定外，還可以通過抗原-抗體特異性反應(yīng)來判斷．

Answer 1

分析 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(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：（1）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)．（2）個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是熒光素酶基因；圖中所示的黏性末端都相同，但是由2種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的，其中第一個(gè)和第三個(gè)是由一種限制酶切割產(chǎn)生的，另外兩個(gè)是由另一種限制酶切割產(chǎn)生的．
（2）具有特定的限制酶切割位點(diǎn)、具有某作為基因工程的運(yùn)載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點(diǎn)； ②要有標(biāo)記基因（如抗性基因），以便于重組后重組子的篩選；③能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；④是安全的，對(duì)受體細(xì)胞無害，而且要易從供體細(xì)胞分離出來．些標(biāo)記基因
（3）常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒，由于受體細(xì)胞是大腸桿菌，因此可選用質(zhì)粒和噬菌體的衍生物作為載體；
（4）將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法，即用Ca²⁺處理大腸桿菌，使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)（處于感受態(tài)細(xì)胞狀態(tài)），有利于目的基因?qū)�入受體細(xì)胞．
（5）目的基因在受體細(xì)胞是否能轉(zhuǎn)錄出mRNA，可用分子雜交技術(shù)；檢測(cè)目的基因是否表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，常用抗原-抗體雜交技術(shù)；
故答案為：（1）熒光素酶基因     2
（2）具有特定的限制酶切割位點(diǎn)、具有某些標(biāo)記基因
（3）A、C
（4）維持穩(wěn)定和表達(dá)    使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)（或使大腸桿菌處于感受態(tài)細(xì)胞狀態(tài)）
（5）分子雜交   抗原-抗體

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理，掌握基因工程的工具及作用以及基因工程的具體操作步驟，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．