Question

熒火蟲(chóng)能發(fā)光是因?yàn)闊苫鹣x(chóng)體內(nèi)可以通過(guò)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(lái)熒光素酶的唯一來(lái)源是從熒火蟲(chóng)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(guò)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)生產(chǎn)熒光素酶．請(qǐng)你根據(jù)已有的知識(shí)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是

 

，提取目的基因的途徑通常有兩種，這兩種途徑是

 

（2）將此目的基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)需要運(yùn)載體的幫助．下列所列各項(xiàng)是選取運(yùn)載體的時(shí)候必須考慮的是

 

（多選）
A．能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存      B．具有特定的限制酶切點(diǎn)
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
（3）在此轉(zhuǎn)基因工程中，是由質(zhì)粒承擔(dān)運(yùn)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

 

處理大腸桿菌，目的是

 

．
（4）由于熒光素酶的特殊作用，人們一直設(shè)想將其基因作為實(shí)驗(yàn)工具，將它和某一基因連接在一起，通過(guò)植物是否發(fā)光來(lái)確定該基因是否已經(jīng)轉(zhuǎn)入到植物體內(nèi)，如判斷固氮基因是否成功導(dǎo)入某植物體內(nèi)．正常根瘤菌體內(nèi)的固氮基因與熒火蟲(chóng)體內(nèi)的熒光素酶基因相比，除了堿基對(duì)的順序、數(shù)目不同以外，在結(jié)構(gòu)方面還存在不同點(diǎn)，主要不同是

 

（5）與雜交育種、誘變育種相比，通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專(zhuān)題：

分析：1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能夠識(shí)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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
（2）DNA連接酶：連接的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵．
（3）運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒．
2、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．

解答： 解：（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，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，因此目的基因是熒光素酶基因．獲取目的基因的主要途徑包括：人工合成．
（2）作為運(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(wú)害，而且要易從供體細(xì)胞分離出來(lái)．故選：ABD．
（3）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，使大腸桿菌處于能夠吸收周?chē)鶧NA分子的感受態(tài)．
（4）根瘤菌是原核生物，細(xì)胞內(nèi)的固氮菌基因的編碼區(qū)是連續(xù)的，而熒火蟲(chóng)是真核生物，細(xì)胞內(nèi)的熒光素酶基因的編碼區(qū)是間斷的．
（5）與雜交育種、誘變育種相比，通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)有目的明確、培育周期短、可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性等．
故答案為：
（1）熒光素酶基因     直接提取和人工合成法   
（2）ABD
（3）CaCl₂     以增大細(xì)胞壁的通透性，使重組基因能夠?qū)�入到受體細(xì)胞內(nèi) 
（4）固氮菌基因的編碼區(qū)是連續(xù)的，而熒光素酶基因的編碼區(qū)是間斷的 
（5）目的明確、培育周期短、可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合基因工程的原理及技術(shù)，要求考生識(shí)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(shí)準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．