Question

6．科學(xué)家將魚抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長．質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制性核酸內(nèi)切酶切割位點，如圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的示意圖（amp^t為抗氨芐青霉素基因），其中①∽④是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程中的相關(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細胞．請據(jù)圖作答：

（1）在構(gòu)建重組DNA時，可用一種或多種限制性核酸內(nèi)切酶進行切割，為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實驗中應(yīng)該選用限制性核酸內(nèi)切酶PstI、SmaI分別對含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒進行切割，切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為4、2種．
（2）培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會抑制番茄愈傷組織細胞的生長，要利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入魚的抗凍蛋白基因的番茄細胞，應(yīng)使I重組DNA中含有抗氨芐青霉素基因作為標記基因．
（3）研究人員通常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將魚抗凍蛋白基因?qū)�入番茄細胞�?nèi)．

Answer 1

分析 分析圖解：魚的抗凍蛋白基因上具有三種限制酶切割位點，PstⅠ酶的切割位點存在于目的基因的兩側(cè)，SmaⅠ酶的切割位點存在于目的基因的左側(cè)，而AluⅠ酶的切割位點存在于目的基因的中央，因此不宜選用AluⅠ酶．質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，在選擇限制酶時一般選擇同種限制酶，以便形成相同的黏性末端．圖中①～④分別表示：基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)�入受體細胞、脫分化、再分化．

解答 解：（1）在構(gòu)建基因表達載體中，如果目的基因和載體用同一種限制酶切割，獲得的黏性末端相同，將會發(fā)生自身環(huán)化現(xiàn)象，故應(yīng)選用不同的限制酶分別對目的基因和載體切割，以獲得不同的黏性末端，故應(yīng)選用PstⅠ和SmaⅠ對含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒進行切割，PstⅠ和SmaⅠ在魚抗凍蛋白基因的DNA上共有3個酶切位點，切割后產(chǎn)生4個DNA片段，而環(huán)狀質(zhì)粒上有兩個酶切位點，切割后產(chǎn)生2個DNA片段．
（2）能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中細胞具有抗氨芐青霉素基因，故基因表達載體Ⅰ中應(yīng)含有抗氨芐青霉素基因作為標記基因．
（3）將目的基因?qū)�入植物細胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
故答案為：
（1）PstI、SmaI       含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒     4、2
（2）抗氨芐青霉素基因      
（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化

點評 本題具有一定的難度，屬于考綱中理解層次的要求，考查了基因工程的工具酶、目的基因?qū)�入受體細胞以及利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植株的相關(guān)知識，解答的難點是能夠根據(jù)目的基因和質(zhì)粒上的切割位點選擇合適的限制酶．