Question

14．螢火蟲發(fā)光是體內(nèi)熒光素酶催化一系列反應(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．一直以來熒光素酶的惟一來源是從螢火蟲腹部提取．但加利福尼亞大學的一組科學家成功地通過轉(zhuǎn)基因工程實現(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．請你根據(jù)已有的知識回答下列有關(guān)問題：
（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是熒光素酶基因，具體操作過程中如圖所示的黏性末端是由2種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的．

（2）將此目的基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)需要載體的幫助，則作為載體必須具備能夠在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定保存、以及具有特定的限制酶切割位點、具有某些標記基因（至少答出兩點）等條件．
（3）本實驗中將目的基因?qū)�入大腸桿菌的載體可以是A、C（多選）．
A．質(zhì)粒     B．動物病毒C．噬菌體  D．植物病毒
（4）在此轉(zhuǎn)基因工程中，將體外重組DNA導入大腸桿菌體內(nèi)，并使其在細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為轉(zhuǎn)化．最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca²⁺處理大腸桿菌，目的是使大腸桿菌細胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)（或使大腸桿菌處于感受態(tài)細胞狀態(tài)）．
（5）目的基因在受體細胞是否能轉(zhuǎn)錄出mRNA，可用分子雜交技術(shù)來檢測；目的基因是否表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，除了通過大腸桿菌是否發(fā)光來確定外，還可以通過抗原-抗體特異性反應(yīng)來判斷．

Answer 1

分析 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)擴增和人工合成．
2、基因表達載體的構(gòu)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?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�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：（1）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)．（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是熒光素酶基因；圖中所示的黏性末端都相同，但是由2種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的，其中第一個和第三個是由一種限制酶切割產(chǎn)生的，另外兩個是由另一種限制酶切割產(chǎn)生的．
（2）具有特定的限制酶切割位點、具有某作為基因工程的運載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點； ②要有標記基因（如抗性基因），以便于重組后重組子的篩選；③能在宿主細胞中穩(wěn)定存在并復制；④是安全的，對受體細胞無害，而且要易從供體細胞分離出來．些標記基因
（3）常用的運載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒，由于受體細胞是大腸桿菌，因此可選用質(zhì)粒和噬菌體的衍生物作為載體；
（4）將目的基因?qū)�入微生物細胞常用感受態(tài)細胞法，即用Ca²⁺處理大腸桿菌，使大腸桿菌細胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)（處于感受態(tài)細胞狀態(tài)），有利于目的基因?qū)�入受體細胞．
（5）目的基因在受體細胞是否能轉(zhuǎn)錄出mRNA，可用分子雜交技術(shù)；檢測目的基因是否表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，常用抗原-抗體雜交技術(shù)；
故答案為：（1）熒光素酶基因     2
（2）具有特定的限制酶切割位點、具有某些標記基因
（3）A、C
（4）維持穩(wěn)定和表達    使大腸桿菌細胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)（或使大腸桿菌處于感受態(tài)細胞狀態(tài)）
（5）分子雜交   抗原-抗體

點評 本題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，掌握基因工程的工具及作用以及基因工程的具體操作步驟，能結(jié)合所學的知識轉(zhuǎn)答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．