Question

13．熒火蟲能發(fā)光是因?yàn)闊苫鹣x體內(nèi)可以通過(guò)熒光素酶催化的系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象．如果熒光素酶存在于植物體內(nèi)，也可使植物體發(fā)光．一直以來(lái)熒光素酶的惟一來(lái)源是從熒火蟲腹部提取的．但加利福利亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過(guò)轉(zhuǎn)基因工程實(shí)現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)熒光素酶．請(qǐng)你根據(jù)已有的知識(shí)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是熒光酶基因．
（2）在該過(guò)程中需要多種酶的參與，其中包括限制酶、DNA連接酶．
（3）將此目的基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)需要運(yùn)載體的幫助．下列所列各項(xiàng)是選取運(yùn)載體的時(shí)候必須考慮的是ABD．
A．能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存    B．具有特定的限制酶切點(diǎn)
C．具有與目的基因相同的堿基片斷      D．具有某些標(biāo)記基因
（4）下列可作為受體細(xì)胞的生物有AD．
A．土壤農(nóng)桿菌    B．結(jié)核桿菌    C．噬菌體    D．枯草桿菌
（5）在轉(zhuǎn)基因工程中，一般是由質(zhì)粒承擔(dān)運(yùn)載體的．
（6）由于熒光素酶的特殊作用，人們一直設(shè)想將其基因作為實(shí)驗(yàn)工具，將它和某一基因連接在一起，通過(guò)植物是否發(fā)光來(lái)確定該基因是否已經(jīng)轉(zhuǎn)入到植物體內(nèi)，如判斷固氮基因是否成功導(dǎo)入某植物體內(nèi)．正常根瘤菌體內(nèi)的固氮基因與熒火蟲體內(nèi)的熒光素酶基因控制合成的物質(zhì)相比，功能不同．原因可能是控制合成的蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結(jié)構(gòu)不同．
（7）與誘變育種相比，通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能夠識(shí)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(dòng)植物病毒．
2、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)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(dòng)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�?dòng)物細(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(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)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(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)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．

解答 解：（1）在此轉(zhuǎn)基因工程中，實(shí)現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)�入到大腸桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶，因此目的基因是熒光素酶基因．
（2）基因工程中運(yùn)用的工具酶包括限制酶和DNA連接酶．
（3）作為運(yùn)載體必須具備的條件：①要具有限制酶的切割位點(diǎn)； ②要有標(biāo)記基因（如抗性基因），以便于重組后重組子的篩選；③能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；④是安全的，對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害，而且要易從供體細(xì)胞分離出來(lái)．故選：ABD．
（4）由于原核生物多為單細(xì)胞生物、繁殖快、遺傳物質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)，因此適合作為基因工程受體細(xì)胞．而結(jié)核桿菌具有強(qiáng)烈的病原性，不適宜作為受體細(xì)胞；噬菌體不作為受體細(xì)胞，一般作為運(yùn)載體．
（5）在轉(zhuǎn)基因工程中，一般是由質(zhì)粒承擔(dān)運(yùn)載體的．
（6）正常根瘤菌體內(nèi)的固氮基因與熒火蟲體內(nèi)的熒光素酶基因控制合成的物質(zhì)相比，功能不同．原因可能是控制合成的蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結(jié)構(gòu)不同．
（7）誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有不定向向，而基因工程可以定向改變生物的性狀．因此與誘變育種相比，通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)．
故答案為：
（1）熒光酶基因  
（2）限制酶   DNA連接酶
（3）ABD
（4）AD
（5）質(zhì)粒   
（6）控制合成的蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結(jié)構(gòu)不同
（7）目的性強(qiáng)

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合基因工程的原理及技術(shù)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、操作工具、操作步驟及相關(guān)應(yīng)用，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．