Question

【題目】“黃金大米”是在普通大米中轉(zhuǎn)入合成β–胡蘿卜素所需的兩個外源基因（玉米來源的八氫番茄紅素合酶基因和細菌來源的胡蘿卜素脫氫酶基因），使原本不能合成β–胡蘿卜素的水稻胚乳變得可以合成，大米呈現(xiàn)出金黃色，故稱為“黃金大米”。據(jù)此回答下列問題。

（1）從玉米、細菌體內(nèi)獲取的基因能拼接在一起，原因是______________。

（2）運載這兩種基因的質(zhì)粒上的組件往往需要進行加工：

①若在培育出的“黃金大米”中檢測不到______________，說明需對啟動子或終止子進行加工或替換，八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因的啟動子應(yīng)來自______________。

②為便于將兩個外源基因及其他組件拼接到質(zhì)粒上，所選質(zhì)粒應(yīng)滿足的條件是_____________________。

③在重組質(zhì)粒上添加合適的標記基因也是重要的一個環(huán)節(jié)，標記基因往往是______________基因，其作用是______________。

（3）借助蛋白質(zhì)工程可提高細菌來源的胡蘿卜素脫氫酶的活性，其基本途徑是_____________________。

Answer 1

【答案】不同來源的基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)，且均遵循堿基互補配對原則 八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA 大米 具有多個限制酶的切割位點 抗生素抗性 鑒別受體細胞是否含有目的基因，便于將含有目的基因的細胞篩選出來 預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（→得到預(yù)期的基因）

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。

（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)—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）從玉米、細菌體內(nèi)獲取的基因能拼接在一起，原因是不同來源的基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)，且均遵循堿基互補配對原則。

（2）①啟動子是RNA聚合酶結(jié)合的位點，是目的基因轉(zhuǎn)錄的起點，終止子是轉(zhuǎn)錄的終止點，若在培育出的“黃金大米”中檢測不到八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA，說明需對啟動子或終止子進行加工或替換，由于八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因需在大米中轉(zhuǎn)錄和翻譯，所以八氫番茄紅素合酶基因和胡蘿卜素脫氫酶基因的啟動子應(yīng)來自大米。

②為便于將兩個外源基因及其他組件拼接到質(zhì)粒上，所選質(zhì)粒應(yīng)滿足的條件是具有多個限制酶的切割位點。

③標記基因往往是抗生素抗性基因，其作用是鑒別受體細胞是否含有目的基因，便于將含有目的基因的細胞篩選出來。

（3）蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（→得到預(yù)期的基因）。