Question

【題目】人類酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（）在轉(zhuǎn)基因植物中的表達(dá)量普遍較低。某科研小組將增強(qiáng)子（增強(qiáng)它所調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄頻率），序列（提高mRNA的穩(wěn)定性）等表達(dá)控制元件添加到構(gòu)建的含有基因的基因表達(dá)載體中，并將其導(dǎo)入紫花苜蓿細(xì)胞中。下圖表示操作的基本過程，質(zhì)粒外面標(biāo)注了限制酶酶切位點(diǎn)，質(zhì)粒里面標(biāo)注了相關(guān)的結(jié)構(gòu)和基因（其中代表卡那霉素抗性基因）。請(qǐng)回答下列問題。

（1）為在植物中高效表達(dá)人類酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（），通過基因改造，將原來的精氨酸密碼子AGA改變?yōu)橹参锲�好的密碼子CGG，由此發(fā)生的變化有_____________（從下列選項(xiàng)中選擇：①及基因均發(fā)生改變 ②序列改變 ③編碼的DNA熱穩(wěn)定性降低 ④運(yùn)輸精氨酸的tRNA發(fā)生改變）

（2）②過程使用的限制酶是_____________。X、Y、Z三個(gè)酶切位點(diǎn)中，_____________的酶切位點(diǎn)與其他兩點(diǎn)不同。

（3）通過過程②將質(zhì)粒2的一部分整合在質(zhì)粒3的T-DNA中的目的是_____________。

（4）為提高質(zhì)粒4的導(dǎo)入率，③過程常使用_____________處理農(nóng)桿菌；進(jìn)行④過程前，需提取農(nóng)桿菌DNA，通過PCR進(jìn)行基因擴(kuò)增，鑒定其是否含目的基因，其引物設(shè)計(jì)的依據(jù)是_____________。

（5）長(zhǎng)大后的轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿的表達(dá)量明顯提高的原因可能是_____________、_____________。

Answer 1

【答案】①② XbaI、EcoRI Z 將目的基因插入植物細(xì)胞染色體的DNA中，使其遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá) Ca2+ 目的基因的堿基序列 提高了aFGF基因轉(zhuǎn)錄的頻率 提高了翻譯的效率

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)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(dòng)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�?dòng)物細(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(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)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(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)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。

（1）①由于將密碼子有AGA改為CGG，因此DNA分子雙鏈將有TCT//AGA變?yōu)?/span>GCC//CGG，基因?qū)�發(fā)生改變，并且編碼的氨基酸發(fā)生改變，所以及基因均發(fā)生改變，①正確；

②由于對(duì)基因發(fā)生了改造，所以序列改變，②正確；

③發(fā)生改變后，G//C對(duì)的數(shù)目增加，DNA分子的熱穩(wěn)定增加，③錯(cuò)誤；

④運(yùn)輸精氨酸的tRNA分子未發(fā)生改變，④錯(cuò)誤。

故選①②。

（2）比較質(zhì)粒2、質(zhì)粒3，相同的限制酶切位點(diǎn)有XbaI、EcoRI，為了防止質(zhì)粒環(huán)化，所以②過程使用的限制酶是XbaI、EcoRI；所以Y、Z分別是KpnI、XhoI的酶切位點(diǎn)，①過程使用的限制酶是KpnI、XhoI，所以X是KpnI的酶切位點(diǎn)因此X、Y、Z三個(gè)酶切位點(diǎn)中，Z的酶切位點(diǎn)與其他兩點(diǎn)不同。

（3）將目的進(jìn)插入T-DNA的目的是使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞，并將其插入植物細(xì)胞染色體的DNA中，使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。

（4）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入微生物，常用Ca2+處理微生物；PCR引物設(shè)計(jì)的依據(jù)是目的基因的堿基序列。

（5）由于通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入了增強(qiáng)子（增強(qiáng)它所調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄頻率），序列（提高mRNA的穩(wěn)定性）等表達(dá)控制元件，增強(qiáng)子提高了aFGF基因轉(zhuǎn)錄的頻率，植物偏好的密碼子合成的aFGF基因及polyA序列提高了翻譯的效率，所以可以提高的表達(dá)量。