Question

17．熒火蟲能發(fā)光是因為熒火蟲體內(nèi)可以通過熒光素酶催化的系列反應(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唯一來源是從熒火蟲腹部提取的．但加利福利亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過轉(zhuǎn)基因工程實現(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)生產(chǎn)熒光素酶．請你根據(jù)已有的知識回答下列有關(guān)問題：
（1）將熒光素酶基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)需要運載體的幫助．下列所列各項是選取運載體的時候必須考慮的是ABD
A．能夠在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存      B．具有特定的限制酶切點
C．具有與目的基因相同的堿基片斷        D．具有某些標(biāo)記基因
（2）在基因工程操作中，可作為受體細胞的生物有ACD
A．土壤農(nóng)桿菌     B．噬菌體       C．大腸桿菌    D．枯草桿菌
（3）在此轉(zhuǎn)基因工程中，是由質(zhì)粒承擔(dān)運載體的．在將體外重組體DNA導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)之前通常要用CaCl₂處理大腸桿菌，目的是以增大細胞壁的通透性，使重組基因能夠?qū)�入到受體細胞內(nèi)．
（4）由于熒光素酶的特殊作用，科學(xué)家設(shè)想將其基因作為實驗工具，以判斷固氮基因是否成功導(dǎo)入某植物體內(nèi)，具體方法是將熒光素酶基因與固氮基因連接在一起，操作中必須用到的工具酶有限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶，成功導(dǎo)入的依據(jù)是植物體發(fā)光．
（5）與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是目的明確和培育周期短．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
（2）DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵．
（3）運載體：常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒．
2、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（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．

解答 解：（1）作為運載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點；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能在宿主細胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；④是安全的，對受體細胞無害，而且要易從供體細胞分離出來．故選：ABD．
（2）在基因工程操作中，可作為受體細胞的生物有原核生物、真菌、動物和植物，但病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，不能作為受體細胞．故選ACD．
（3）將目的基因?qū)�入微生物細胞常用感受態(tài)細胞法，即用Ca²⁺處理大腸桿菌，以增大細胞壁的通透性，使大腸桿菌處于能夠吸收周圍DNA分子的感受態(tài)，從而使重組基因能夠?qū)�入到受體細胞內(nèi)．
（4）由于熒光素酶的特殊作用，科學(xué)家設(shè)想將其基因作為實驗工具，以判斷固氮基因是否成功導(dǎo)入某植物體內(nèi)，具體方法是將熒光素酶基因與固氮基因連接在一起．操作中必須用到的工具酶有限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶，成功導(dǎo)入的依據(jù)是植物體發(fā)光．
（5）與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點有目的明確、培育周期短、可以克服遠緣雜交的不親和性等．
故答案為：
（1）ABD   
（2）ACD   
（3）CaCl₂  以增大細胞壁的通透性，使重組基因能夠?qū)�入到受體細胞內(nèi)    
（4）將熒光素酶基因與固氮基因連接在一起        限制性內(nèi)切酶     DNA連接酶      植物體發(fā)光   
（5）目的明確、培育周期短、可以克服遠緣雜交的不親和性

點評 本題結(jié)合基因工程的原理及技術(shù)，要求考生識記基因工程的原理、操作工具、操作步驟及相關(guān)應(yīng)用，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．