Question

5．科學(xué)家從某細(xì)菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草．如圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，含目的基因的外源DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)．請分析回答下列問題．

（1）在該過程中，研究人員首先獲取了抗鹽基因（目的基因），并采用PCR技術(shù)對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增時(shí)需要在反應(yīng)體系中加人DNA模板、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（耐高溫的DNA聚合酶或Taq酶）、引物核苷酸原料等．
（2）用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建取組成質(zhì)粒，不能使用Smal酶切割，原因是SmaⅠ酶會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因．圖中①②過程為防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，應(yīng)選用BamHⅠ和HindⅢ酶對外源DNA和質(zhì)粒進(jìn)行切割．
（3）為了確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要用放射性同位索標(biāo)記的抗鹽基因（目的基因）作探針進(jìn)行分子水平的檢測，又要在個(gè)體水平上鑒定，后者的具體方法是將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽度的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)（用一定濃度的鹽水澆灌該轉(zhuǎn)基因煙草幼苗，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)）．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，其中①表示含有目的基因的外源DNA分子；②表示質(zhì)粒；③表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；④表示采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；⑤表示脫分化過程；⑥表示再分化過程．

解答 解：（1）在植物基因工程操作過程中，研究人員首先獲取了抗鹽基因（目的基因），并可以采用PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，該技術(shù)需要的條件有：兩種引物、酶（耐熱的DNA聚合或熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶）、原料（4種脫氧核苷酸）、模板（目的基因的兩條脫氧核苷酸鏈）．
（2）由圖可知，使用SmaI酶切割，將會破壞質(zhì)粒的抗性基因（標(biāo)記基因），同時(shí)也會破壞目的基因片段，因此用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組DNA分子時(shí)，不能使用SmaⅠ酶切割．標(biāo)記基因和外源DNA目的基因中均含有EcoRⅠ酶切位點(diǎn)，用該酶切割，再在DNA連接酶的作用下，可形成3種環(huán)狀產(chǎn)物，即外源DNA自身連接、質(zhì)粒自身連接、外源DNA和質(zhì)粒連接，因此為了防止目的基因的外源DNA片段和質(zhì)粒自身環(huán)化，應(yīng)選用BamHI和HindⅢ酶對外源DNA和質(zhì)粒進(jìn)行切割，這樣使目的基因兩端的黏性末端不同，可以防止自身環(huán)化．
（3）為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，有分子水平的檢測，也有個(gè)體水平的鑒定．分子水平的檢測中，利用用射性同位素標(biāo)記的抗鹽基因（或目的基因）作探針進(jìn)行分子雜交檢測；個(gè)體水平上鑒定中，將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)．
故答案為：
（1）PCR      熱穩(wěn)定DNA聚合酶（耐高溫的DNA聚合酶或Taq酶）   引物
（2）SmaⅠ酶會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因          BamHⅠ和HindⅢ
（3）抗鹽基因（目的基因）      將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽度的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)（用一定濃度的鹽水澆灌該轉(zhuǎn)基因煙草幼苗，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)）

點(diǎn)評 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的原理及技術(shù)，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中的相關(guān)細(xì)節(jié)，能正確分析題圖，再結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．