Question

【題目】為了改善向日葵花色，提高其觀賞價值，某科研團隊從其他植物中克隆出花色K基因（圖1中黑色部分），將其與質粒（圖2）重組，利用農桿菌轉化法導入到向日葵中，通過K基因的成功表達間接控制向日葵形成新的花色。EcoRI、SacI、XbaI、HindIII為不同的限制酶，箭頭為限制酶在相應位置上的切割部位。請據此回答問題：

（1）為增加K基因的數量，可使用_______技術，但前提是________________________，以便根據這一序列合成引物。

（2）構建K基因的重組質粒時，應選用限制酶______________________，對目的基因和質粒進行切割，再用DNA連接酶將其連接為重組質粒，導入受體細胞，經__________________________技術培育為轉基因植物。

（3）一個基因表達載體的組成，除圖1、圖2中標出部分之外，還必須含有__________，圖中Ampr（氨芐青霉素抗性基因）的作用是____________________。

（4）若要檢測轉基因向日葵的DNA上是否插入了目的基因，檢測方法是采用DNA分子雜交技術，即用________________標記的___________作探針，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因已插入染色體DNA中。

Answer 1

【答案】PCR 要有一段已知目的基因的脫氧核苷酸序列 EcoRI和SacI 植物組織培養(yǎng) 啟動子、終止子、標記基因 作為標記基因，鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來 放射性同位素 含有目的基因的DNA片段

【解析】

1、基因工程的基本工具：“分子手術刀”——限制性核酸內切酶（限制酶）、“分子縫合針”——DNA連接酶、“分子運輸車”——載體。

2、標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來，常用的標記基因是抗生素抗性基因。

3、基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構建：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、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導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檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA——分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質——抗原—抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）PCR技術可以在短時間內大量擴增目的基因，前提是要有一段已知目的基因的脫氧核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物。

（2）選取限制性內切酶時，應選用切割位點位于目的基因兩端的限制酶，因為XbaI會破壞K基因的結構，因此應選擇的限制酶為EcoRI和SacI。培養(yǎng)轉基因植物的技術為植物組織培養(yǎng)。

（3）一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標記基因。圖中Ampr（氨芐青霉素抗性基因）作為標記基因，用來鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。

（4）DNA分子雜交技術，即將轉基因生物的基因組DNA提取出來，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作標記，以此作為探針，使探針與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中。