Question

【題目】研究人員欲對雙子葉植物擬芥蘭葉片中某種蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，使其能結(jié)合空氣中微量的黃色炸藥揮發(fā)分子，導(dǎo)致葉片產(chǎn)生特定顏色變化，從而有助于檢測公共場所是否存在爆炸物。請回答：

（1）科研人員從上述預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計(jì)_____結(jié)構(gòu)，然后推測相應(yīng)目的基因的_____序列，最終人工合成出目的基因。

（2）在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作之前，需要先對該基因表達(dá)產(chǎn)物的_____進(jìn)行鑒定。

（3）使用農(nóng)桿菌的_____作為載體，有利于將目的基因整合到擬芥蘭細(xì)胞染色體的DNA上。構(gòu)建表達(dá)載體步驟中常用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對運(yùn)載體進(jìn)行切割，這樣做的意圖是_____。

（4）在_____和人工控制的條件下，將上述擬芥蘭細(xì)胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)其產(chǎn)生_____、叢芽，最終形成轉(zhuǎn)基因擬芥蘭植株。

（5）在轉(zhuǎn)基因植株附近放置微量的_____，從個體生物學(xué)水平鑒定出目的基因成功表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株。

Answer 1

【答案】預(yù)期蛋白質(zhì) 脫氧核苷酸 功能 Ti質(zhì)粒 防止質(zhì)粒（運(yùn)載體）自身環(huán)化 無菌 愈傷組織 黃色炸藥揮發(fā)分子（或黃色炸藥）

【解析】

蛋白質(zhì)工程基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）。以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑；以下為基因工程的一般步驟：

（1）蛋白質(zhì)工程的基本途徑為：從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)的空間（或三維）結(jié)構(gòu)，然后推測相應(yīng)目的基因的脫氧核苷酸序列，最終人工合成出目的基因。

（2）基因工程的目的是獲得目的基因控制的性狀，所以在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作之前，需要先對該基因表達(dá)產(chǎn)物的功能進(jìn)行鑒定。

（3）農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T﹣DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點(diǎn)，如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T﹣DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因整合到擬芥蘭細(xì)胞中染色體的DNA上。由于同種限制酶切割的質(zhì)粒或目的基因的兩端黏性末端相同，容易形成自體連接，出現(xiàn)環(huán)化。所以構(gòu)建表達(dá)載體步驟中常用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對運(yùn)載體進(jìn)行切割，這樣做的意圖是防止質(zhì)粒（運(yùn)載體）自身環(huán)化。

（4）將轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞培育成植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)是指在無菌和人工控制的條件下，將上述擬芥蘭細(xì)胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織，再誘導(dǎo)其再分化形成胚狀體，最終形成轉(zhuǎn)基因擬芥蘭植株。

（5）根據(jù)題干信息“使其能結(jié)合空氣中微量的黃色炸藥揮發(fā)分子，導(dǎo)致葉片產(chǎn)生特定顏色變化，從而有助于檢測公共場所是否存在爆炸物”可知，在轉(zhuǎn)基因植株附近放置黃色炸藥，從個體生物學(xué)水平鑒定出目的基因成功表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株。