Question

16．白僵菌可感染農業(yè)害蟲，常作為防治害蟲的菌劑．由于白僵菌對除草劑草丁膦敏感且殺死害蟲的能力較弱，科研人員對其進行基因工程改造，流程如圖所示．
（1）蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的毒蛋白，能有效殺死害蟲．已知該基因的全部序列，科研人員通過人工合成（或“化學合成”）法和PCR技術獲得大量毒蛋白基因片段．據(jù)圖分析，將毒蛋白基因和質粒連接獲得重組質粒1的過程需要用到的工具酶是NcoI、BamHI和DNA連接酶．
（2）重組質粒1和Bar基因（草丁膦抗性基因）各自用Xba I 酶處理，得到酶切片段．重組質粒1 的酶切片段再用去磷酸化酶處理，使末端游離的磷酸基團脫離，目的是防止重組質粒1酶切片段自身連接（或“相互連接”）．將未用去磷酸化酶處理的Bar 基因與重組質粒1 連接，獲得重組質粒2．獲得的重組質粒2的是下圖中的C．
（3）將重組質粒2與經(jīng)Ca²⁺處理過的白僵菌菌液混合進行轉化，重組質粒 2在白僵菌細胞內被修復．一段時間后用含有草丁膦的平板培養(yǎng)基進行篩選，獲得含有Bar 基因的重組白僵菌．
（4）提取上述重組白僵菌全部mRNA，加入逆轉錄酶，獲得cDNA．在獲得的產(chǎn)物中加入毒蛋白基因引物進行PCR反應，用以檢測毒蛋白基因是否完成了轉錄．
（5）科研人員將重組白僵菌噴涂于植物葉片上，以此飼喂饑餓處理的害蟲，記錄單位時間內的死亡害蟲數(shù)，以判斷重組白僵菌的殺蟲效果．

Answer 1

分析 分析圖解：圖中首先利用NcoI、BamHI兩種限制酶切割目的基因和質粒，然后再用DNA連接酶形成重組質粒，利用兩種限制酶可以防止目的基因和質粒自身連接；然后再利用XbaI 酶分別切割重組質粒1和Bar基因，再構建重組質粒2．

解答 解：（1）根據(jù)題意可知，已知該基因的全部序列，因此科研人員應通過人工合成（或“化學合成”）法和PCR技術獲得大量毒蛋白基因片段．據(jù)圖分析，將毒蛋白基因和質粒連接獲得重組質粒l的過程需要用到的工具酶是NcoI、BamHI和DNA連接酶．
（2）利用同一種限制酶切割質粒和目的基因產(chǎn)生的黏性末端相同，這樣容易導致質粒和目的基因自身環(huán)化．因此重組質粒1和Bar基因各自用XbaI酶處理，得到酶切片段．重組質粒l的酶切片段再用去磷酸化酶處理，使端游離的磷酸基團脫離，目的是防止重組質粒1酶切片段自身連接（或“相互連接”）．如果Bar基因未用去磷酸化酶處理，則形成的黏性末端兩端都存在游離的磷酸集團；而重組質粒1利用了去磷酸化酶處理，兩端沒有游離的磷酸集團，因此將兩者連接，獲得重組質粒2，即兩端都不能完全連接，如圖中的C．
（3）將重組質粒2與用鈣離子處理處于感受態(tài)的白僵菌菌液混合進行轉化，重組質粒2在白僵菌細胞內被修復．一段時間后用含有草丁膦的平板培養(yǎng)基進行篩選，獲得含有Bar基因的重組白僵菌．
（4）提取上述重組白僵菌全部mRNA，加入逆轉錄酶，獲得cDNA．由于mRNA是通過轉錄而來的，合成的cDNA也是特定的DNA，因此再加入毒蛋白基因引物進行PCR反應，用以檢測毒蛋白基因是否完成了轉錄．
（5）科研人員將重組白僵菌噴涂于植物葉片上，以此飼喂饑餓處理的害蟲，記錄單位時間內的死亡害蟲數(shù)，以判斷重組白僵菌的殺蟲效果．
故答案為：
（1）人工合成（或“化學合成”）     Nco I、BamH I
（2）重組質粒1酶切片段自身連接（或“相互連接”）    C
（3）Ca²⁺  草丁膦
（4）逆轉錄    轉錄
（5）死亡害蟲數(shù)

點評 本題考查了基因工程的有關知識，具有一定的綜合性和難度，要求考生能夠掌握基因表達載體構建的過程；識記基因工程的工具酶，并能夠根據(jù)圖示信息進行解題．