Question

【題目】鋁在土壤中常以鋁酸鹽的形式存在，可造成土壤酸化而影響植物生長。鋁能抑制植物根尖細胞的分裂，破壞根組織。某植物甲的根毛細胞的細胞膜上存在蘋果酸通道蛋白（ALMT），該通道蛋白能將蘋果酸轉運到細胞外來緩解鋁毒�？蓪⒖刂�ALMT的基因導入不耐鋁的植物中，最終獲得耐鋁植物。請回答下列問題：

（1）下表是運載體上出現的幾種限制酶的識別序列及切割位點。用表中的限制酶切割DNA后能形成相同黏性末端的是_____。

限制酶	識別序列和切割位點
EcoR I	G1AATTC
BamH I	G1GATCC
HindIII	A1AGCTT
Xho I	C1TCGAG
Nde I	CA1TATG
Sal I	G1TCGAC

（2）欲獲得ALMT基因的cDNA，科研人員從_______細胞中獲取總mRNA，在相應酶作用下獲得多種cDNA，再利用ALMT基因制作出特異性________，通過PCR方法得到ALMT基因的cDNA。

（3）啟動子是_______識別并結合的位點，能調控目的基因的表達。ALMT基因的啟動子有兩種類型，其中α啟動子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導下表達，β啟動子能使ALMT基因高效表達而無需酸性誘導。在獲得轉ALMT基因耐鋁植物時應使用_______啟動子，不使用另外一種啟動子的原因是_____________________。

（4）科研人員采用農桿菌轉化法，首先將ALM基因導入植物細胞并整合到受體細胞染色體的DNA上，再通過_____技術成功獲得了耐鋁植株。若將一株耐鋁植株與普通植株雜交，得到的后代中耐鋁植株：普通植株約為3：1，則可判斷這株耐鋁植株細胞至少轉入了_____個ALMT基因，轉入的基因在染色體上的位置關系是：______；若使這株耐鋁植株自交，后代中耐鋁植株：普通植株約為_______。

Answer 1

【答案】Xho I與Sal I 植物甲的根（根毛）細胞 引物 RNA聚合酶 α β啟動子可使植物根細胞持續(xù)轉運有機酸，導致正常土壤酸化，并影響植物自身的生長 植物組織培養(yǎng) 2 分別位于兩條非同源染色體上 15：1

【解析】

基因工程技術的基本步驟：目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成�；�因表達載體的構建：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。將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質抗原抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）根據圖示中限制酶的識別序列和酶切位點可判斷XhoI與SalI切割DNA后都能形成TCGA的黏性末端。

（2）根據“某植物甲的根毛細胞的細胞膜上存在蘋果酸通道蛋白（ALMT）”可知，ALMT基因在根毛細胞中表達，所以欲獲得ALMT基因的cDNA，科研人員應從植物甲的根（根毛）細胞中獲取總mRNA，在相應酶作用下獲得多種cDNA，再利用ALMT基因制作出特異性的引物，通過PCR方法得到ALMT基因的cDNA。

（3）啟動子是RNA聚合酶特異性識別并結合的位點，能調控目的基因的表達。ALMT基因的啟動子有兩種類型，其中α啟動子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導下表達，β啟動子能使ALMT基因高效表達而無需酸性誘導。鋁在土壤中常以鋁酸鹽的形式存在，可造成土壤酸化而影響植物生長，而α啟動子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導下表達，則在獲得轉ALMT基因耐鋁植物時應使用α啟動子，不使用另外一種啟動子的原因是β啟動子可使植物根細胞持續(xù)轉運有機酸，導致正常土壤酸化，并影響植物自身的生長。

（4）科研人員采用農桿菌轉化法，首先將ALM基因導入植物細胞并整合到受體細胞染色體的DNA上，再通過植物組織培養(yǎng)技術成功獲得了耐鋁植株。若將一株耐鋁植株與普通植株雜交，由于該雜交相當于測交，所以若得到的后代中耐鋁植株：普通植株約為3：1，則可判斷這株耐鋁植株細胞至少轉入了2個ALMT基因，且轉入的基因分別位于兩條非同源染色體上；若使這株耐鋁植株（基因型相當于AaBb，A和B均為ALMT基因）自交，后代中耐鋁植株：普通植株約為15：1。