Question

8．科學(xué)家嘗試使用Cre/loxP位點特異性重組系統(tǒng)，在檢測目的基因?qū)�入成功后，刪除轉(zhuǎn)基因煙草細胞內(nèi)的抗除草劑基因．其技術(shù)過程如下（圖中的■代表基因前的啟動子，啟動子是基因（gene）的一個組成部分，控制基因表達（轉(zhuǎn)錄）的起始時間和表達的程度．啟動子就像“開關(guān)”，決定基因的活動．），據(jù)圖1回答：

（1）loxP是一種只有34個堿基對構(gòu)成的小型DNA片段，是有兩個13個堿基對反向重復(fù)序列和中間間隔的8個堿基對序列共同組成，自身不會表達，插入質(zhì)粒后也不影響原有基因的表達，其堿基序列如下：

Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶酶．從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細胞后，通過脫分化和再分化兩個過程可以形成完整的植株．作為標記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功的原理是抗除草劑基因和目的基因在同一個質(zhì)粒上．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個DNA分子．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子_的原因，抗除草劑基因不再表達，之后會在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒一上，則原來質(zhì)粒一中這兩個loxP序列的方向是C．
A．兩個都是正向  B．兩個都是反向 C．一個正向一個反向  D．與方向無關(guān)．

Answer 1

分析 基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲��；②基因表達載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細胞；④目的基因的檢測與鑒定．基因工程的工具有：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運載體．基因工程的原理是基因重組．基因表達載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標記基因．目的基因?qū)�入植物細胞的最常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．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．

解答 解：（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．Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的限制酶．從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當于可遺傳變異中的基因重組．
（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細胞中，再用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，通過脫分化和再分化兩個過程可以形成完整的植株．由于抗除草劑基因和目的基因在同一個質(zhì)粒上，故抗除草劑基因可以用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功．
（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因已沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會造成的安全問題是抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中．經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個DNA分子．基因表達載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標記基因．由于抗除草劑基因前沒有了啟動子的原因，因此抗除草劑基因不再表達，之后會在培養(yǎng)過程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．據(jù)圖分析，如果經(jīng)Cre酶處理后，發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因反向連接在質(zhì)粒一上，則原來質(zhì)粒一中這兩個loxP序列的方向是一個正向一個反向．故選：C．
故答案為：
（1）限制酶     基因重組  
（2）脫分化  再分化   抗除草劑基因和目的基因在同一個質(zhì)粒上   
（3）抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中     抗除草劑基因前沒有了啟動子 
（4）C

點評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，題目中考查的要點較多，設(shè)計到多方面的知識，要求學(xué)生對生物學(xué)知識掌握得比較全面．基因工程是考查的重點知識，與細胞工程、胚胎工程等現(xiàn)代生物技術(shù)都有一定聯(lián)系．復(fù)習(xí)時可以建立知識框架，幫助記憶和理解．