Question

20．科研人員以酵母菌為受體細(xì)胞，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究水稻某種病毒的蛋白P與水稻蛋白的相互作用．
（1）實(shí)驗(yàn)所用的缺陷型酵母菌不能合成組氨酸、色氨酸和亮氨酸，培養(yǎng)時(shí)在培養(yǎng)基中需添加上述氨基酸，為酵母菌細(xì)胞內(nèi)核糖體上合成蛋白質(zhì)提供原料．
（2）將蛋白P基因與質(zhì)粒K（具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因）連接，構(gòu)建重組質(zhì)粒K．將重組質(zhì)粒K導(dǎo)入缺陷型酵母菌，用不含色氨酸的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)化的酵母菌獲得菌落，從這些菌落中可篩選得到基因成功表達(dá)（或“指導(dǎo)合成”）BD-P蛋白的酵母菌A．
（3）為研究蛋白P能夠和哪些水稻蛋白發(fā)生相互作用，科研人員提取水稻細(xì)胞的mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下獲得cDNA，再與質(zhì)粒T（具有亮氨酸合成基因及AD蛋白合成基因）連接形成重組質(zhì)粒T，構(gòu)建水稻cDNA文庫．
（4）在酵母菌細(xì)胞內(nèi)，組氨酸合成基因的轉(zhuǎn)錄受到調(diào)控，如下圖所示．若被測的水稻蛋白能與病毒蛋白P發(fā)生相互作用，BD、AD兩個(gè)蛋白充分接近時(shí)，RNA聚合酶才能催化組氨酸合成基因轉(zhuǎn)錄．

（5）將酵母菌A分別接種到不含組氨酸和不含亮氨酸的培養(yǎng)基中，以確定轉(zhuǎn)入重組質(zhì)粒K后酵母菌A不能合成組氨酸和亮氨酸（組氨酸和亮氨酸合成未被激活）．取水稻cDNA文庫的多個(gè)重組質(zhì)粒T分別轉(zhuǎn)化到酵母菌A中，將轉(zhuǎn)化產(chǎn)物接種在不含組氨酸、色氨酸、亮氨酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了分散的多個(gè)單菌落．經(jīng)檢測這些酵母菌中含有4種水稻蛋白，表明這4種水稻蛋白能夠與蛋白P相互作用．
（6）研究發(fā)現(xiàn)，這4種水稻蛋白都是水稻不同代謝過程中的關(guān)鍵酶，推測該病毒引起水稻出現(xiàn)各種病癥的原因之一可能是通過蛋白P作用于代謝關(guān)鍵酶，干擾細(xì)胞的代謝．

Answer 1

分析 1、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)�入動物�?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(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、分析題圖：若被測的水稻蛋白能與病毒蛋白P發(fā)生相互作用，BD、AD兩個(gè)蛋白充分接近時(shí)，組氨酸合成基因才能轉(zhuǎn)錄．

解答 解：（1）氨基酸是合成蛋白質(zhì)的原料，而蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體．
（2）缺陷型酵母菌不能合成色氨酸，而含有重組質(zhì)粒K（質(zhì)粒K具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因）的酵母菌能合成色氨酸，因此將重組質(zhì)粒K導(dǎo)入缺陷型酵母菌，用不含色氨酸的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)化的酵母菌獲得菌落，從這些菌落中可篩選得到基因成功表達(dá)BD-P蛋白的酵母菌A．
（3）以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA時(shí)需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化．
（4）基因的轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶的催化．
（5）酵母菌A含有重組質(zhì)粒k，能合成色氨酸，但不能合成組氨酸和亮氨酸，因此需要將酵母菌A分別接種到不含組氨酸和不含亮氨酸的培養(yǎng)基中，以確定轉(zhuǎn)入重組質(zhì)粒K后酵母菌A組氨酸和亮氨酸合成未被激活．取水稻cDNA文庫的多個(gè)重組質(zhì)粒T分別轉(zhuǎn)化到酵母菌A中，將轉(zhuǎn)化產(chǎn)物接種在不含組氨酸、色氨酸、亮氨酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了分散的多個(gè)單菌落．若被測的水稻蛋白能與病毒蛋白P發(fā)生相互作用，BD、AD兩個(gè)蛋白充分接近時(shí)，組氨酸合成基因才能轉(zhuǎn)錄，而且經(jīng)檢測這些酵母菌中含有4種水稻蛋白，則表明這4種水稻蛋白能夠與蛋白P相互作用．
（6）研究發(fā)現(xiàn)，這4種水稻蛋白都是水稻不同代謝過程中的關(guān)鍵酶，推測該病毒引起水稻出現(xiàn)各種病癥的原因之一可能是通過蛋白P作用于代謝關(guān)鍵酶，干擾細(xì)胞的代謝．
故答案為：
（1）核糖體    蛋白質(zhì)
（2）色氨酸     表達(dá)（或“指導(dǎo)合成”） 
（3）逆轉(zhuǎn)錄
（4）RNA聚合酶
（5）不能合成組氨酸和亮氨酸（組氨酸和亮氨酸合成未被激活）   組氨酸、色氨酸、亮氨酸    與蛋白P相互作用
（6）通過蛋白P作用于代謝關(guān)鍵酶，干擾細(xì)胞的代謝

點(diǎn)評 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中的相關(guān)細(xì)節(jié)，能結(jié)合題中和圖中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．