Question

【題目】花青素存在于黑莓漿果中,是一種抗氧化劑,可降低癌癥、心臟病的發(fā)病率。研究人員將花青素基因轉(zhuǎn)入番茄中制得可抗癌的轉(zhuǎn)基因“紫番茄”。請回答下列問題:

(1)研究人員獲取花青素基因后,宜采用______技術(shù)對花青素基因進(jìn)行擴增。該技術(shù)需要______、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、原料和DNA模板。

(2)將花青素基因插入質(zhì)粒的T-DNA中的目的是______________________________。

(3)圖是天然的Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖,其中ksh表示抗青霉素基因、kqd表示抗慶大霉素基因、zz表示終止子。用Ti質(zhì)粒構(gòu)建的基因表達(dá)載體中的啟動子和終止子是一段特殊結(jié)構(gòu)的____片段,它們驅(qū)動和終止的是______過程。

(4)若利用限制酶Ⅰ構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒后,用____________法導(dǎo)入番茄細(xì)胞。設(shè)計實驗篩選出只導(dǎo)入Ti質(zhì)粒和成功導(dǎo)入重組Ti質(zhì)粒番茄細(xì)胞的方法,設(shè)計方案是_________________;結(jié)果及結(jié)論是________________。

Answer 1

【答案】 PCR 引物 使花青素基因轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上,并能穩(wěn)定遺傳和表達(dá) DNA 轉(zhuǎn)錄 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 將兩種細(xì)胞分別放在含慶大霉素(甲)、既含慶大霉素又含青霉素(乙)的培養(yǎng)基上培養(yǎng) 甲、乙上都能生長的是只導(dǎo)入Ti質(zhì)粒的番茄細(xì)胞,甲上能生長而乙上不能生長的是導(dǎo)入重組Ti質(zhì)粒的番茄細(xì)胞

【解析】基因工程技術(shù)的基本步驟：目的基因的獲取（方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成）→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、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等）→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)�入動物�?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）→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)--抗原-抗體雜交技術(shù)；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等）。

（1）PCR技術(shù)可在體外大量擴增目的基因；PCR技術(shù)需要的條件有引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、原料和DNA模板。

（2）將花青素基因插入質(zhì)粒的T-DNA中的目的是攜帶目的基因轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，使之穩(wěn)定遺傳并表達(dá)。

（3）啟動子和終止子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，它們驅(qū)動和終止的是轉(zhuǎn)錄過程。

（4）結(jié)合前面的知識可知，若利用限制酶I構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒后，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入番茄細(xì)胞。用限制酶I構(gòu)建基因表達(dá)載體時，ksh(抗青霉素基因)被破壞，而kqd(抗慶大霉素基因)沒有被破壞，因此可設(shè)計以下實驗篩選出只導(dǎo)入Ti質(zhì)粒和成功導(dǎo)入重組Ti質(zhì)粒番茄細(xì)胞：將兩種細(xì)胞分別在含慶大霉素(甲)、既含慶大霉素又含青霉素(乙)的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，若甲、乙上都能生長的是只導(dǎo)入Ti質(zhì)粒的番茄細(xì)胞，甲上能生長而乙上不能生長的是導(dǎo)入重組Ti質(zhì)粒的番茄細(xì)胞。