Question

11．利用基因工程技術培育轉基因抗凍番茄，該過程需要用多種限制酶，如圖依次表示EcoR I、Sma I、Nae I三種限制酶的識別序列及切割位點，

請回答：
（1）上述限制酶在特定位點切割DNA，其實質是斷開DNA分子每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的
磷酸二酯鍵，切割后產(chǎn)生了黏性末端和平末端末端．
（2）利用EcoR I 和Nae I酶切得某種魚的抗凍蛋白基因，可與被EcoR I 和Sam I酶切后的質料連接成重組質料，原因是相同的黏性末端之間可連接，且不同的平末端之間也可以連接．
（3）重組質粒導入番茄后，欲檢測抗凍蛋白基因是否轉錄出mRNA，需利用標記的含有目的基因的DNA片段（或“標記的抗凍蛋白基因”或“標記的含有目的基因的DNA單鏈”）作探針．
（4）利用抗凍蛋白制備出相應的抗體，然后進行抗原-抗體雜交，觀察到雜交帶出現(xiàn)，尚不足以確定轉基因抗凍番茄培育是否成功．因此，還應將轉基因番茄置于寒冷環(huán)境培養(yǎng)（或進行個體水平檢測或進行抗凍實驗），以確定其耐寒能力是否提高．
（5）應用PCR擴增目的基因時，需要在基因組數(shù)據(jù)庫中查詢目的基因的核苷酸（或脫氧核苷酸或堿基）序列，以便合成引物．PCR過程第一輪循環(huán)的模板是目的基因的兩條脫氧核苷酸鏈（或目的基因）．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
（2）DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵．
（3）運載體：常用的運載體：質粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒．
2、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：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）將目的基因導入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導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檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．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）限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，產(chǎn)生黏性末端和平末端．
（2）EcoRⅠ酶切出粘性末端，SmaⅠ和NaeⅠ酶切出平末端，利用EcoRⅠ和NAE酶切得某種魚的抗凍蛋白基因，可與被EcoRⅠ和SamⅠ酶切后的質粒連接成重組質粒，原因是相同的黏性末端之間可連接，且不同的平末端之間也可以連接．
（3）欲檢測目的基因是否轉錄出mRNA，需利用標記的含有目的基因的DNA片段作探針，進行核酸分子雜交，若出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因是否轉錄出了mRNA．
（4）利用抗凍蛋白制備出相應的抗體，然后進行抗原-抗體雜交，觀察到雜交帶出現(xiàn)，尚不足以確定轉基因抗凍番茄培育是否成功．因此，還應進行個體生物學水平的鑒定，將轉基因番茄置于寒冷環(huán)境培養(yǎng)，以確定其耐寒能力是否提高．
（5）應用PCR擴增目的基因時，需要在基因組數(shù)據(jù)庫中查詢目的基因的核苷酸（或脫氧核苷酸或堿基）序列，以便合成引物．PCR過程第一輪循環(huán)的模板是目的基因的兩條脫氧核苷酸鏈（或目的基因）．
故答案為：
（1）磷酸二酯鍵     黏性末端和平末端
（2）相同的黏性末端之間可連接，且不同的平末端之間也可以連接
（3）標記的含有目的基因的DNA片段（或“標記的抗凍蛋白基因”或“標記的含有目的基因的DNA單鏈”） 
（4）抗體      置于寒冷環(huán)境培養(yǎng)（或進行個體水平檢測或進行抗凍實驗）
（5）核苷酸（或脫氧核苷酸或堿基）       目的基因的兩條脫氧核苷酸鏈（或目的基因）

點評 本題考查了基因工程的有關知識，要求考生能夠掌握基因工程的操作步驟，識記基因工程的操作工具及作用，能夠結合圖示以及所學知識準確答題，難度適中．