Question

【題目】玉米是重要的糧食作物，近年來由于蟲害頻發(fā)導(dǎo)致減產(chǎn)嚴(yán)重。研究人員將某細(xì)菌的抗蟲基因C轉(zhuǎn)入玉米細(xì)胞內(nèi)，成功獲得了抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米。這在一定程度上減少了殺蟲劑的使用，提高了作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。請回答下列問題：

（1）與細(xì)菌中的C基因相比，從cDNA文庫中獲取的抗蟲基因C不具有__________等調(diào)控基因表達(dá)的組件。

（2）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將C基因?qū)�入玉米體細(xì)胞，需先將C基因插入到質(zhì)粒的T-DNA中，原因是__________。

（3）為培育出抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米植株，應(yīng)將__________接種到適宜培養(yǎng)基上。這個(gè)細(xì)胞先經(jīng)過__________形成__________，再分化成胚狀體，并逐漸發(fā)育成完整植物體。

（4）RT-PCR是以mRNA作為模板擴(kuò)增得到DNA的技術(shù)，與傳統(tǒng)PCR相比，進(jìn)行RT-PCR時(shí)需額外添加的酶是__________。為檢測轉(zhuǎn)基因玉米植株不同部位中C基因在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)差異，可分別提取轉(zhuǎn)基因玉米的籽粒、葉、莖、根組織的總RNA，利用RT-PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，篩選出高表達(dá)C基因的部位，推測其判斷指標(biāo)是__________。

（5）由于科學(xué)發(fā)展水平的限制，目前對__________及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限。因此，在將轉(zhuǎn)基因玉米應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)之前，必須對其進(jìn)行安全性評估。

Answer 1

【答案】啟動子、終止子 T-DNA能進(jìn)入玉米細(xì)胞并整合到染色體DNA上 吸引農(nóng)桿菌對玉米細(xì)胞進(jìn)行侵染 含有C基因的玉米體細(xì)胞 脫分化 愈傷組織 逆轉(zhuǎn)錄酶 擴(kuò)增得到DNA的含量 基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用

【解析】

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(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。

（2）DNA連接酶：連接的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。

（3）運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。

2、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)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�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)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(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)。

個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）從cDNA文庫中獲取的抗蟲基因C是由mRNA逆轉(zhuǎn)錄而來，不具有啟動子、終止子等調(diào)控基因表達(dá)的組件；

（2）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將C基因?qū)�入玉米體細(xì)胞，需先將C基因插入到質(zhì)粒的T-DNA中，原因是農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA能進(jìn)入玉米細(xì)胞并整合到染色體DNA上，吸引農(nóng)桿菌對玉米細(xì)胞進(jìn)行侵染；

（3）為培育出抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米植株，應(yīng)將含有C基因的玉米體細(xì)胞接種到適宜培養(yǎng)基上。這個(gè)細(xì)胞先經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，再分化成胚狀體，并逐漸發(fā)育成完整植物體；

（4）與傳統(tǒng)PCR相比，進(jìn)行RT-PCR時(shí)需額外添加逆轉(zhuǎn)錄酶。分別提取轉(zhuǎn)基因玉米的籽粒、葉、莖、根組織的總RNA，利用RT-PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，高表達(dá)C基因的部位擴(kuò)增得到DNA的含量較多，故判斷指標(biāo)是擴(kuò)增得到DNA的含量；

（5）目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限。因此，轉(zhuǎn)基因技術(shù)需要進(jìn)行充分的安全性評估。