Question

4．科學家將魚抗凍蛋白基因轉入番茄，番茄耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長．質粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點．下圖是轉基因抗凍番茄培育過程的示意圖（amp^r為抗氨芐青霉素基因），其中①～④是轉基因抗凍番茄培育過程中的相關步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關結構或細胞，請據(jù)圖作答．

（1）圖中涉及的技術有：DNA重組技術、植物組織培養(yǎng)技術（答出兩點）．
（2）在構建基因表達載體時，可用一種或多種限制酶進行切割．為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實例中，應該選用Pst I、Sam I，分別對目的基因和質粒進行切割，切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為4、2種．
（3）圖中I amp^r基因的目的是重組質粒的鑒定和篩選，除了amp^r、魚的抗凍蛋白基因以外，還應具有的結構是啟動子、終止子．
（4）研究人員通常采用農(nóng)桿菌轉化（或基因槍法等）法將魚抗凍蛋白基因導入番茄細胞內(nèi)．通常采用抗原-抗體雜交技術，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應的蛋白質．

Answer 1

分析 結合題意分析圖解：魚的抗凍蛋白基因上具有三種限制酶切割位點，PstⅠ酶的切割位點存在于目的基因的兩側，SmaⅠ酶的切割位點存在于目的基因的左側，而AluⅠ酶的切割位點存在于目的基因的中央，因此不宜選用AluⅠ酶．
質粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，在選擇限制酶時一般選擇同種限制酶，以便形成相同的黏性末端．
其中①～④分別表示：基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞、脫分化、再分化．

解答 解：（1）圖中涉及的技術有DNA重組技術、植物組織培養(yǎng)技術．
（2）在構建基因表達載體中，如果目的基因和載體用同一種限制酶切割，獲得的黏性末端相同，將會發(fā)生自身環(huán)化現(xiàn)象，故應選用不同的限制酶分別對目的基因和載體切割，以獲得不同的黏性末端，故應選用PstⅠ和SmaⅠ對含魚抗凍蛋白基因的DNA、質粒進行切割，PstⅠ和SmaⅠ在魚抗凍蛋白基因的DNA上共有3個酶切位點，切割后產(chǎn)生4個DNA片段，而環(huán)狀質粒上有兩個酶切位點，切割后產(chǎn)生2個DNA片段．
（3）圖中I amp^r基因是標記基因，可以對重組質粒進行鑒定和篩選，重組質粒上除了amp^r、魚的抗凍蛋白基因以外，還應具有啟動子、終止子．
（4）將目的基因導入植物細胞常用農(nóng)桿菌轉化法，通常采用抗原-抗體雜交技術，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應的蛋白質．
故答案為：
（1）DNA重組技術、植物組織培養(yǎng)技術
（2）Pst I、Sam I       4       2
（3）重組質粒的鑒定和篩選  啟動子   終止子
（4）農(nóng)桿菌轉化（或基因槍法等）       抗原-抗體雜交

點評 本題具有一定的難度，屬于考綱中理解層次的要求，考查了基因工程的工具酶、目的基因導入受體細胞以及利用植物組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)轉基因植株的相關知識，解答的難點是能夠根據(jù)目的基因和質粒上的切割位點選擇合適的限制酶．