Question

7．科學(xué)家正在培育一種“生物發(fā)光樹”，未來它將成為天然的路燈，而無需電能供給非常環(huán)保，英國劍橋大學(xué)的研究小組正在研制一種特殊的基因，該基因具備螢火蟲的生物發(fā)光特征，未來可植入不同類型的生物體．如果利用該基因培育樹木，他將有效地替換傳統(tǒng)路燈，生物發(fā)光植物還將為那些沒有輸電網(wǎng)絡(luò)的居民帶來生活便利，請回答下列問題：
（1）如果利用蛋白質(zhì)工程改造螢火蟲的發(fā)光強度，其設(shè)計過程應(yīng)從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測出應(yīng)有的氨基酸序列，最終找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列．
（2）在通過基因工程培育“生物發(fā)光樹”的過程中，需要用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）和DNA連接酶．基因工程的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建；標(biāo)記基因在基因工程中所起的作用是將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來．
（3）請寫出一種將螢火蟲基因?qū)�入楊樹�?xì)胞可以采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（或基因槍法、花粉管通道法），若要檢測該過程獲得的楊樹細(xì)胞染色體上是否含有目的基因，可采用DNA分子雜交技術(shù)．
（4）將上述過程得到的導(dǎo)入目的基因的楊樹細(xì)胞經(jīng)脫分化、再分化過程可得到放光楊樹幼苗，該技術(shù)所依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性．

Answer 1

分析 基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。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(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．
（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．

解答 解：（1）蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）．
（2）基因工程的工具酶是限制酶和DNA連接酶；基因工程的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建；標(biāo)記基因的作用是將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來．
（3）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（或基因槍法、花粉管通道法）；要檢測目的基因是否插入受體細(xì)胞染色體可采用DNA分子雜交技術(shù)．
（4）將轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)包括脫分化和再分化兩個過程，其原理是植物細(xì)胞的全能性．
故答案為：
（1）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)       脫氧核苷酸
（2）限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）和DNA連接酶         基因表達載體的構(gòu)建      含有目的基因的受體細(xì)胞
（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（或基因槍法、花粉管通道法）       DNA分子雜交
（4）脫分化、再分化        植物細(xì)胞的全能性

點評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、概念、操作步驟及各步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題．