Question

2008年10月8日，日本科學(xué)家下村修、美國科學(xué)家馬丁?查爾菲和錢永健因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)和改造綠色熒光蛋白而獲得了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．綠色螢光蛋白（green fluorescent protein），簡稱GFP，這種蛋白質(zhì)最早是由下村修等人在1962年在一種學(xué)名Aequorea victoria的水母中發(fā)現(xiàn)，其基因所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，在藍(lán)光或紫外線激發(fā)下，會(huì)發(fā)出綠色螢光．請結(jié)合所學(xué)知識(shí)，根據(jù)圖表回答下列問題：
幾種限制酶識(shí)別序列及其切點(diǎn)

限制酶	切割位點(diǎn)
BamH I
Hind III
EooR I
Sma I
Pst I

（1）為了提高實(shí)驗(yàn)成功率，需要通過

 

技術(shù)獲得GFP的大量拷貝，與體內(nèi)的DNA復(fù)制相比該技術(shù)所需的酶是

 

．
（2）若圖中經(jīng)切割后的GFP的M端的核苷酸序列是AGCT-，N端的核苷酸序列是-TGCA，則在構(gòu)建含該GFP的重組質(zhì)粒A時(shí)，所選用的限制酶是

 

，此類酶能使特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的

 

鍵斷開．
（3）④過程將基因表達(dá)載體導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞常用的方法是

 

．
（4）檢測GFP是否已重組到豬胎兒成纖維細(xì)胞的染色體DNA上，可采用

 

技術(shù)進(jìn)行檢測，所用探針為

 

．若要檢測GFP在受體細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)，最簡便的方法是

 

．
（5）若將GFP與編碼某蛋白質(zhì)的目的基因連接起來組成一個(gè)融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)就會(huì)與綠色熒光蛋白連接在一起．綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是

 

．
A．追蹤目的基因在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過
B．追蹤目的基因插入到染色體上的位置
C．追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布
D．追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
（6）美籍華人錢永健系統(tǒng)地研究了綠色熒光蛋白的工作原理，并對它進(jìn)行了大刀闊斧的化學(xué)改造，不但大大增強(qiáng)了它的發(fā)光效率，還發(fā)展出了紅色、藍(lán)色、黃色熒光蛋白．采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白的過程是：
①藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
②推測藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和

 

；
③藍(lán)色熒光蛋白基因的修飾（合成）；
④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：根據(jù)題意和圖示分析可知：①表示獲取目的基因，②表示用限制酶切割質(zhì)粒，③表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，④表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，⑤表示將豬胎兒成纖維細(xì)胞提取細(xì)胞核，⑥表示將豬卵母細(xì)胞去除細(xì)胞核，⑦表示核移植，⑧表示動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，⑨表示胚胎移植．

解答： 解：（1）為了提高實(shí)驗(yàn)成功率，需要通過PCR技術(shù)獲得GFP的大量拷貝，與體內(nèi)的DNA復(fù)制相比該技術(shù)所需的酶是Taq酶即熱穩(wěn)定的DNA聚合酶．
（2）若圖中經(jīng)切割后的GFP的M端的核苷酸序列是AGCT-，N端的核苷酸序列是-TGCA，則在構(gòu)建含該GFP的重組質(zhì)粒A時(shí)，所選用的限制酶是HindⅢ和PstⅠ，此類酶能使特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開．
（3）將重組質(zhì)粒A導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時(shí)，采用顯微注射法．
（4）檢測GFP是否已重組到豬胎兒成纖維細(xì)胞的染色體DNA上，可采用DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測，所用探針為放射性同位素標(biāo)記的GFP．若要檢測GFP在受體細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)，最簡便的方法是用藍(lán)光或紫外線照射受體細(xì)胞，觀察其是否發(fā)出綠色熒光．
（5）若將GFP與編碼某蛋白質(zhì)的目的基因連接起來組成一個(gè)融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)就會(huì)與綠色熒光蛋白連接在一起．綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布．
（6）蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)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→相應(yīng)基因的修飾改造或人工合成→相應(yīng)的表達(dá)．
故答案為：
（1）PCR    Taq酶（或熱穩(wěn)定的DNA聚合酶）
（2）HindⅢ和PstⅠ磷酸二酯
（3）顯微注射技術(shù)
（4）DNA分子雜交　　放射性同位素標(biāo)記的GFP    用藍(lán)光或紫外線照射受體細(xì)胞，觀察其是否發(fā)出綠色熒光
（5）C
（6）基因的核苷酸序列

點(diǎn)評：本題考查基因工程和胚胎工程，要求學(xué)生理解基因工程的操作步驟，能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問題．