Question

【題目】玉米是世界上的第三大糧食作物，廣泛種植于世界各地。研究表明，轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米中的細菌BT基因能表達一種毒蛋白，這種毒蛋白能有效殺死玉米螟（一種農(nóng)業(yè)害蟲）。請回答下列問題：

（1）BT基因在基因工程中稱為_________。在基因表達載體中，除了要有BT基因外，還必須有啟動子、終止子和______。若將BT基因插入到Ti質(zhì)粒的_________上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使其導入玉米細胞并將其插入到玉米細胞中的染色體上。

（2）PCR是利用__________ 的原理，在利用PCR技術(shù)擴增BT基因時，需要提供模板、原料、引物、______等條件，將模板DNA加熱至9095℃ 的目的是__________。

（3）BT基因與載體結(jié)合過程中需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。若某限制酶的識別序列和切點是，請畫出目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端_______。DNA連接酶對所連接的兩端堿基序列__________(填“有”或“沒有”）專一性要求，定性地檢測BT基因的“表達”產(chǎn)物可采用____________________的方法。

（4）為了防止抗蟲玉米通過花粉傳播帶來的生態(tài)學問題，科研小組考慮將抗蟲基因?qū)�入到玉米根尖細胞�?/span>__________中以防止基因污染，同時在大規(guī)模種植的抗蟲玉米田中設(shè)置一個或多個避難所種植普通玉米，目的是_______________。

Answer 1

【答案】目的基因 標記基因 T－DNA DNA雙鏈復(fù)制 熱穩(wěn)定DNA聚合酶/Taq酶 使BT基因（受熱后）解開為單鏈 沒有 抗原－抗體雜交 線粒體 延緩抗毒蛋白的玉米螟出現(xiàn)（或減緩害蟲抗性基因頻率增加的速度）

【解析】

1、將目的基因?qū)�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?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
2、目的基因的檢測與鑒定：（1）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)．（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
3、基因表達載體的構(gòu)建：
①過程：用同一種限制酶切割目的基因和運載體，再用DNA連接酶將目的基因和運載體連接形成重組DNA分子．
②目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代并表達和發(fā)揮作用．
③基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因
（1）啟動子在基因的首段，它是RNA聚合酶的結(jié)合位點，能控制著轉(zhuǎn)錄的開始；
（2）終止子在基因的尾端，它控制著轉(zhuǎn)錄的結(jié)束；
（3）標記基因便于目的基因的鑒定和篩選．

（1）根據(jù)題干意思，BT基因為目的基因；基因表達載體，需要目的基因、啟動子、終止子以及標記基因；若將BT基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使其導入玉米細胞并將其插入到玉米細胞中的染色體上。

（2）PCR是利用DNA雙鏈復(fù)制的原理，在利用PCR技術(shù)擴增BT基因時，需要提供模板、原料、引物、耐高溫Taq酶等條件，將模板DNA加熱至9095℃ 的目的是解旋即使BT基因（受熱后）解開為單鏈。

（3）根據(jù)堿基互補配對原則，目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端為，DNA連接酶作用位點是磷酸二酯鍵，故沒有專一性，定性地檢測BT基因的“表達”產(chǎn)物可采用抗原-抗體雜交的方法。

（4）為了防止抗蟲玉米通過花粉傳播帶來的生態(tài)學問題，科研小組考慮將抗蟲基因?qū)�入到玉米根尖細胞的線粒體中以防止基因污染，同時在大規(guī)模種植的抗蟲玉米田中設(shè)置一個或多個避難所種植普通玉米，目的是延緩抗毒蛋白的玉米螟出現(xiàn)（或減緩害蟲抗性基因頻率增加的速度）。