Question

4．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．圖1是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的示意圖，圖2為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜．魚的抗凍蛋白基因不含圖中限制酶識別序列，Ampr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(xì)胞．請回答下列問題：

（1）為了在番茄中獲得抗凍蛋白必須將抗凍蛋白基因連接在質(zhì)粒上的啟動子之后；圖1中③、④依次表示番茄細(xì)胞組織培養(yǎng)過程中的脫分化、再分化過程．
（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可用一種或者多種限制酶進(jìn)行切割．在此實(shí)例中，應(yīng)該選用限制酶NdeⅠ、BamHⅠ切割．
（3）DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶，常見的有E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平口末端的是T₄DNA連接酶．
（4）若操作過程中先將Ⅰ導(dǎo)入農(nóng)桿菌，為便于篩選成功導(dǎo)入Ⅰ的農(nóng)桿菌，則作為受體的農(nóng)桿菌應(yīng)具有的特點(diǎn)是不含抗氨芐青霉素基因（Ampr）．
（5）為了確定耐寒轉(zhuǎn)基因番茄是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的抗凍蛋白基因做探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用低溫環(huán)境栽培的方法從個(gè)體水平鑒定番茄植株的耐寒性．

Answer 1

分析 結(jié)合題意分析圖解：魚的抗凍蛋白基因上具有三種限制酶切割位點(diǎn)，PstⅠ酶的切割位點(diǎn)存在于目的基因的兩側(cè)，SmaⅠ酶的切割位點(diǎn)存在于目的基因的左側(cè)，而AluⅠ酶的切割位點(diǎn)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(diǎn)，在選擇限制酶時(shí)一般選擇同種限制酶，以便形成相同的黏性末端．
其中①～④分別表示：基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、脫分化、再分化．

解答 解：（1）基因表達(dá)載體包括啟動子、標(biāo)記基因、目的基因和終止子等部分，為了在番茄中獲得抗凍蛋白必須將抗凍蛋白基因連接在質(zhì)粒中的啟動子之后．圖中③表示脫分化過程，④表示再分化過程．
（2）圖中質(zhì)粒中含有多種限制酶識別序列和切割位點(diǎn)，但用限制酶HindⅢ切割會破壞啟動子，用限制酶EcoRⅠ切割會破壞終止子，用限制酶KpnⅠ切割會破壞復(fù)制原點(diǎn)，用限制酶XbaⅠ切割會去除終止子，用XhoⅠ和其他酶切割會去除啟動子，因此應(yīng)該選用限制酶NdeⅠ、BamHⅠ切割．
（3）DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶，常見的有E•coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶，其中T₄DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平口末端，而E•coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來．
（4）若操作過程中先將Ⅰ導(dǎo)入農(nóng)桿菌，為便于篩選成功導(dǎo)入Ⅰ的農(nóng)桿菌，則作為受體的農(nóng)桿菌應(yīng)不含抗氨芐青霉素基因（Ampr）．
（5）為了確定耐寒轉(zhuǎn)基因番茄是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的抗凍蛋白基因做探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用低溫環(huán)境栽培的方法從個(gè)體水平鑒定番茄植株的耐寒性．
故答案為：
（1）啟動子   脫分化、再分化    
（2）NdeⅠ、BamHⅠ
（3）E•coliDNA連接酶    T₄DNA連接酶    T₄DNA連接酶
（4）不含抗氨芐青霉素基因（Ampr）
（5）抗凍蛋白基因    低溫環(huán)境栽培

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、工具及操作步驟，能準(zhǔn)確判斷圖中各過程的含義，再結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．