Question

【題目】科學(xué)家嘗試使用Cre/loxP位點特異性重組系統(tǒng)，在檢測目的基因?qū)�入成功后，刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因。其技術(shù)過程如下（圖中的■代表基因前的啟動子），據(jù)圖回答：

（1）loxP是一種只有34個堿基對構(gòu)成的小型DNA片段，是有兩個13個喊基對反向重復(fù)序列和中間間隔的8個堿基對序列共同組成，自身不會表達，插入質(zhì)粒后也不影響原有基因的表達，其堿基序列如下：

Cre酶能特異性地識別此序列并在箭頭處切開loxP，其功能類似于基因工程中的_____________酶。從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的_____________。

（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細(xì)胞中最常用的方法是_______________________�；�因表達載體的基本元素有_____________、_____________、_____________和_____________。作為標(biāo)記基因，抗除草劑基因用于檢測目的基因是否導(dǎo)入成功的原因是_____________。

（3）經(jīng)檢測成功后，抗除草劑基因己沒有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會造成的安全問題是________。經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個loxP序列分別被切開后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個DNA分子。由于_____的原因，抗除草劑基因不再表達，之后會在培養(yǎng)過程中消失。

Answer 1

【答案】 限制酶 基因重組 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 啟動子 目的基因 終止子 標(biāo)記基因 抗除草劑基因和目的基因在同一個質(zhì)粒上 抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中 抗除草劑基因前沒有了啟動子

【解析】試題分析：結(jié)合題意和Cre酶處理前后的圖解過程對比分析，Cre酶處理相當(dāng)于基因工程中限制酶的作用，將雙鏈DNA中特定部位3，5-磷酸二酯鍵切割，使原來重組質(zhì)粒一中兩段loxP序列分開，得到不同DNA片段再發(fā)生重新連接，各自含有一段loxP序列。對比得到的質(zhì)粒二可知，目的基因——抗除草劑基因雖然存在，但沒有啟動子，這樣的目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)即便存在也不能表達。

（1）Cre酶可以切割3，5-磷酸二酯鍵，將DNA分子切割成若干片段，功能類似于限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）。Cre酶改變質(zhì)粒的方式是將DNA鏈斷裂，再重新組合連接，形成新的DNA分子，相當(dāng)于基因重組。

（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法等，其中導(dǎo)入到植物細(xì)胞最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。基因表達載體的基本組成部件（元素）有啟動子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因�？钩�草劑基因可以作為標(biāo)記基因，檢測目的基因是否導(dǎo)入成功，是因為抗除草劑基因與目的基因在同一個質(zhì)粒上，兩者一起表達。如果表現(xiàn)出抗除草劑性狀，則說明目的基因成功導(dǎo)入。

（3）抗除草劑基因如果留在植物體內(nèi)，可能傳播、重組到雜草DNA中，導(dǎo)致雜草抗除草劑，難以清除。由圖可知，質(zhì)粒二中缺少啟動子，抗除草劑基因無法正常表達。