Question

19．植酸酶能提高飼料中磷的利用率，減少磷隨畜禽糞便排出量，進(jìn)而降低環(huán)境污染． 科學(xué)家試圖將黑曲霉植酸酶基因（phyA）轉(zhuǎn)入豬細(xì)胞中，以培育出轉(zhuǎn)植酸酶基因豬．如圖為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，圖中A、A1，B、B1表示引物，NheⅠ（G^↓CTAGC），XhoⅠ（G^↓TCGAG）為限制酶．請(qǐng)問(wèn)答．

（1）實(shí)驗(yàn)室通用是利用從黑曲霉細(xì)胞中提取的RNA，再通過(guò)反（逆）轉(zhuǎn)錄等技術(shù)形成 phyA對(duì)應(yīng)的cDNA，從基因結(jié)構(gòu)分析，這一cDNA比黑曲霉細(xì)胞中的phyA少啟動(dòng)子、終止子等結(jié)構(gòu)．
（2）由圖可知，科學(xué)家首先將黑曲霉植酸酶基因phyA與豬腮腺分泌蛋白基因信號(hào)肽基因 （ps）拼接在一起，其目的是使phyA基因能夠在腮腺細(xì)胞中特異、高效地表達(dá)．實(shí)驗(yàn)室中，過(guò)程②（解鏈）一般可通過(guò)加熱的方法完成，利用引物AI和BI的一端有部分堿基序列可以互補(bǔ)配對(duì)將這兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)．
（3）限制酶X ho I切割DNA形成的黏性末端可以表示為-AGCT．過(guò)程④中同時(shí)利用Nhe I酶和Xho I酶處理目的基因和運(yùn)載體，其主要優(yōu)點(diǎn)是可保證目的基因定向插入運(yùn)載體中，保證目的基因能夠正確表達(dá)．
（4）研究中需要將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受精卵，再運(yùn)用胚胎工程技術(shù)培育獲得轉(zhuǎn)基因豬，選取這類細(xì)胞作為目的基因的受體細(xì)胞的主要依據(jù)是動(dòng)物受精卵具有全能性．

Answer 1

分析 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．

解答 解：（1）以RNA為模板合成DNA的過(guò)程稱為逆 （反）轉(zhuǎn)錄；由于mRNA是以基因中編碼蛋白質(zhì)的片段為模板，利用堿基互補(bǔ)配對(duì)合成的，因此cDNA中沒(méi)有啟動(dòng)子、終止子等結(jié)構(gòu)．
（2）由于不同組織細(xì)胞中選擇性表達(dá)的基因不同，因此，為使植酸酶基因能在腮腺細(xì)胞中特異、高效地表達(dá)，通常將植酸酶基因插到腮腺分泌蛋白基因的啟動(dòng)子后．實(shí)驗(yàn)室中DNA解旋（如PCR）通常采用加熱的方法實(shí)現(xiàn)，再利用引物AI和BI的一端有部分堿基序列可以互補(bǔ)配對(duì)將這兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)．
（3）限制酶XhoⅠ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)為：-G^↓TCGAG-，因此限制酶X ho I切割DNA形成的黏性末端可以表示為-AGCT；過(guò)程④中同時(shí)利用Nhe I酶和Xho I酶處理目的基因和運(yùn)載體，這樣可以防止目的基因與運(yùn)載體反向連接，保證目的基因定向插入運(yùn)載體中，保證目的基因能夠正確表達(dá)．
（4）由于動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，因此，一般動(dòng)物基因工程的受體細(xì)胞選擇受精卵（受精卵的全能性最高）．
故答案為：
（1）反（逆）轉(zhuǎn)錄    啟動(dòng)子、終止子
（2）使phyA基因能夠在腮腺細(xì)胞中特異、高效地表達(dá)       加熱     引物AI和BI的一端有部分堿基序列可以互補(bǔ)配對(duì)
（3）-AGCT     可保證目的基因定向插入運(yùn)載體中，保證目的基因能夠正確表達(dá)
（4）受精卵    動(dòng)物受精卵具有全能性

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．