Question

【題目】現(xiàn)代生物技術(shù)

楊樹是重要的經(jīng)濟(jì)樹種，但其害蟲很多，利用基因工程培育抗蟲楊樹是害蟲防治的有效手段。胰蛋白酶抑制劑能干擾昆蟲的代謝，引起昆蟲死亡，但對(duì)人體無害�？茖W(xué)家將馬鈴薯胰蛋白酶抑制劑基因（Pin﹣Ⅱ）通過農(nóng)桿菌導(dǎo)入楊樹細(xì)胞，培育成了抗蟲楊樹。圖1示含目的基因的DNA分子，圖2表示質(zhì)粒，圖中Apr表示氨芐青霉素抗性基因，Ner表示新霉素抗性基因，復(fù)制原點(diǎn)是質(zhì)粒DNA復(fù)制的起點(diǎn)，使其能在受體細(xì)胞中存在和遺傳。箭頭表示識(shí)別序列完全不同的4種限制酶的酶切位點(diǎn)。

（1）上述基因工程中，受體細(xì)胞是_____細(xì)胞，屬于_____（填“動(dòng)物”“植物”或“微生物”）基因工程。

（2）為使目的基因與質(zhì)粒高效重組，最好選用_____（限制酶）作用于含目的基因的DNA和質(zhì)粒，然后在_____酶的作用下形成重組質(zhì)粒。

（3）上述基因工程中，導(dǎo)入受體細(xì)胞的重組DNA分子為_____。

A．目的基因+楊樹基因

B．目的基因+運(yùn)載體

C．目的基因+楊樹基因+運(yùn)載體

D．楊樹基因+運(yùn)載體

（4）成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)為_____。

A．抗氨芐青霉素，不抗新霉素

B．抗氨芐青霉素，也抗新霉素

C．不抗氨芐青霉素，抗新霉素

D．不抗氨芐青霉素，也不抗新霉素

（5）用轉(zhuǎn)基因楊樹葉片喂養(yǎng)某種楊樹害蟲，發(fā)現(xiàn)害蟲死亡率顯著增加。試從分子水平寫出轉(zhuǎn)基因和非基因楊樹的葉片細(xì)胞的三個(gè)不同點(diǎn)：_____。

Answer 1

【答案】楊樹細(xì)胞 植物 EcoR I和Pst I 連接酶 B C ）比較轉(zhuǎn)基因和非基因兩種楊樹的葉片細(xì)胞，轉(zhuǎn)基因楊樹細(xì)胞中含有胰蛋白酶抑制劑基因、胰蛋白酶抑制劑的mRNA、胰蛋白酶抑制劑

【解析】

(1)目的基因的獲�。菏褂孟拗泼笇⒛康幕�因完整的切割下來，因此不可選擇BamHⅠ。

(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。這一步將目的基因和運(yùn)載體連接，為使目的基因與質(zhì)粒不出現(xiàn)反向連接，可采用兩種不同的限制酶切割目的基因，用同樣的限制酶切割質(zhì)粒。除此之外需要考慮，選擇的限制酶是否會(huì)破壞標(biāo)記基因。因此選擇用EcoR I和Pst I兩種限制酶。

(3) 將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：將上述過程構(gòu)建好的基因表達(dá)載體導(dǎo)入楊樹細(xì)胞中。

(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)，使用抗原-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。

解：（1）該基因工程需要將胰蛋白酶抑制劑基因?qū)�入楊樹�?xì)胞，使楊樹具有抗蟲性，所以受體細(xì)胞是楊樹細(xì)胞，屬于植物基因工程。

（2）為使目的基因與質(zhì)粒高效重組，最好選用EcoR I和Pst I作用于含目的基因的DNA和質(zhì)粒，然后在連接酶的作用下形成重組質(zhì)粒。

（3）基因工程中，導(dǎo)入受體細(xì)胞的重組DNA分子為目的基因和質(zhì)粒即運(yùn)載體，故選：B。

（4）重組質(zhì)粒構(gòu)建過程中用EcoR I和Pst I進(jìn)行切割，Pst I會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因，所以質(zhì)粒上保留完整的標(biāo)記基因是新霉素抗性基因，所以成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)為不抗氨芐青霉素，抗新霉素。

（5）用轉(zhuǎn)基因楊樹葉片喂養(yǎng)某種楊樹害蟲，發(fā)現(xiàn)害蟲死亡率顯著增加。從分子水平比較轉(zhuǎn)基因和非基因楊樹的葉片細(xì)胞的三個(gè)不同點(diǎn)是比較轉(zhuǎn)基因和非基因兩種楊樹的葉片細(xì)胞，轉(zhuǎn)基因楊樹細(xì)胞中含有胰蛋白酶抑制劑基因、胰蛋白酶抑制劑的mRNA、胰蛋白酶抑制劑。