Question

【題目】青蒿素是最有效的抗瘧疾藥物，但野生黃花蒿青蒿素產(chǎn)量低，為緩解青蒿素供應(yīng)不足的狀況，科學(xué)家將tms基因和tmr基因?qū)�入黃花蒿的愈傷組織從而獲得了黃花蒿的冠癭組織，改造過程用到的部分結(jié)構(gòu)如圖。

（1）科學(xué)家將目的基因?qū)�入黃花蒿愈傷組織細(xì)胞的常用方法是_____________________。

（2）圖中結(jié)構(gòu)P、T是基因成功轉(zhuǎn)錄的保證，其中結(jié)構(gòu)P的作用是_______________________。為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，圖中還缺少的結(jié)構(gòu)是________________________________。

（3）在獲得轉(zhuǎn)基因的冠癭組織過程中，__________________________是核心步驟，在具體操作中常常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對(duì)目的基因和運(yùn)載體的兩端分別進(jìn)行切割，這樣做的好處是_________________________________________。

（4）T-DNA的作用是可以使________________________，并插入到植物細(xì)胞中染色體的DNA上，要檢測(cè)目的基因是否插入到冠癭組織細(xì)胞的染色體DNA上，可采用________技術(shù)。

（5）與愈傷組織相比，冠癭組織的生長(zhǎng)速度更快，原因可能是____________________。

Answer 1

【答案】農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位 標(biāo)記基因 基因表達(dá)載體的構(gòu)建（或：構(gòu)建基因表達(dá)載體） 可以避免目的基因和運(yùn)載體的自身連接成環(huán)和反向連接 目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞 DNA分子雜交 tms和tmr基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，促進(jìn)了冠癭組織的生長(zhǎng)

【解析】

本題中涉及DNA重組技術(shù)，其基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。其中，基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。一個(gè)基因表達(dá)的組成，除了目的基因外，還必須有啟動(dòng)子、終止子以及標(biāo)記基因，本題中由圖可以T為終止子，則可推斷P為啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的位點(diǎn)，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。標(biāo)記基因則是為了鑒別受體細(xì)胞是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，主要是依賴農(nóng)桿菌中的T-RNA，它是一種可轉(zhuǎn)移的DNA，可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞中，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。

（1）目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的方法有：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉通道法、顯微注射技術(shù)、Ca2+處理法，而導(dǎo)入植物細(xì)胞最常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，因此，科學(xué)家將目的基因?qū)�入黃花蒿愈傷組織細(xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。

（2）圖中結(jié)構(gòu)P、T是基因成功轉(zhuǎn)錄的保證，其中結(jié)構(gòu)P為啟動(dòng)子，它的作用是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位。為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，圖中還缺少的結(jié)構(gòu)是標(biāo)記基因。

（3）在獲得轉(zhuǎn)基因的冠癭組織過程中，基因表達(dá)載體的構(gòu)建是核心步驟，在具體操作中常常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對(duì)目的基因和運(yùn)載體的兩端分別進(jìn)行切割，這樣做的好處是可以避免目的基因和運(yùn)載體的自身連接成環(huán)和反向連接。

（4）T-DNA的作用是可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞，并插入到植物細(xì)胞中染色體的DNA上，要檢測(cè)目的基因是否插入到冠癭組織細(xì)胞的染色體DNA上，可采用DNA分子雜交技術(shù)。

（5）與愈傷組織相比，冠癭組織的生長(zhǎng)速度更快，原因可能是tms和tmr基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，促進(jìn)了冠癭組織的生。

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