Question

【題目】鋁在土壤中常以鋁酸鹽的形式存在，可造成土壤酸化而影響植物生長。鋁能抑制植物根尖細(xì)胞的分裂，破壞根組織。某植物甲的根毛細(xì)胞的細(xì)胞膜上存在蘋果酸通道蛋白（ALMT），該通道蛋白能將蘋果酸轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外來緩解鋁毒�？蓪⒖刂�ALMT的基因?qū)�入不耐鋁的植物中，最終獲得耐鋁植物。請(qǐng)回答下列問題：

（1）下表是運(yùn)載體上出現(xiàn)的幾種限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)。用表中的限制酶切割DNA后能形成相同黏性末端的是_____。

限制酶	識(shí)別序列和切割位點(diǎn)
EcoR I	G1AATTC
BamH I	G1GATCC
HindIII	A1AGCTT
Xho I	C1TCGAG
Nde I	CA1TATG
Sal I	G1TCGAC

（2）欲獲得ALMT基因的cDNA，科研人員從_______細(xì)胞中獲取總mRNA，在相應(yīng)酶作用下獲得多種cDNA，再利用ALMT基因制作出特異性________，通過PCR方法得到ALMT基因的cDNA。

（3）啟動(dòng)子是_______識(shí)別并結(jié)合的位點(diǎn)，能調(diào)控目的基因的表達(dá)。ALMT基因的啟動(dòng)子有兩種類型，其中α啟動(dòng)子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導(dǎo)下表達(dá)，β啟動(dòng)子能使ALMT基因高效表達(dá)而無需酸性誘導(dǎo)。在獲得轉(zhuǎn)ALMT基因耐鋁植物時(shí)應(yīng)使用_______啟動(dòng)子，不使用另外一種啟動(dòng)子的原因是_____________________。

（4）科研人員采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，首先將ALM基因?qū)�入植物�?xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，再通過_____技術(shù)成功獲得了耐鋁植株。若將一株耐鋁植株與普通植株雜交，得到的后代中耐鋁植株：普通植株約為3：1，則可判斷這株耐鋁植株細(xì)胞至少轉(zhuǎn)入了_____個(gè)ALMT基因，轉(zhuǎn)入的基因在染色體上的位置關(guān)系是：______；若使這株耐鋁植株自交，后代中耐鋁植株：普通植株約為_______。

Answer 1

【答案】Xho I與Sal I 植物甲的根（根毛）細(xì)胞 引物 RNA聚合酶 α β啟動(dòng)子可使植物根細(xì)胞持續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)酸，導(dǎo)致正常土壤酸化，并影響植物自身的生長 植物組織培養(yǎng) 2 分別位于兩條非同源染色體上 15：1

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成�；�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。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。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）根據(jù)圖示中限制酶的識(shí)別序列和酶切位點(diǎn)可判斷XhoI與SalI切割DNA后都能形成TCGA的黏性末端。

（2）根據(jù)“某植物甲的根毛細(xì)胞的細(xì)胞膜上存在蘋果酸通道蛋白（ALMT）”可知，ALMT基因在根毛細(xì)胞中表達(dá)，所以欲獲得ALMT基因的cDNA，科研人員應(yīng)從植物甲的根（根毛）細(xì)胞中獲取總mRNA，在相應(yīng)酶作用下獲得多種cDNA，再利用ALMT基因制作出特異性的引物，通過PCR方法得到ALMT基因的cDNA。

（3）啟動(dòng)子是RNA聚合酶特異性識(shí)別并結(jié)合的位點(diǎn)，能調(diào)控目的基因的表達(dá)。ALMT基因的啟動(dòng)子有兩種類型，其中α啟動(dòng)子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導(dǎo)下表達(dá)，β啟動(dòng)子能使ALMT基因高效表達(dá)而無需酸性誘導(dǎo)。鋁在土壤中常以鋁酸鹽的形式存在，可造成土壤酸化而影響植物生長，而α啟動(dòng)子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導(dǎo)下表達(dá)，則在獲得轉(zhuǎn)ALMT基因耐鋁植物時(shí)應(yīng)使用α啟動(dòng)子，不使用另外一種啟動(dòng)子的原因是β啟動(dòng)子可使植物根細(xì)胞持續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)酸，導(dǎo)致正常土壤酸化，并影響植物自身的生長。

（4）科研人員采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，首先將ALM基因?qū)�入植物�?xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，再通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)成功獲得了耐鋁植株。若將一株耐鋁植株與普通植株雜交，由于該雜交相當(dāng)于測交，所以若得到的后代中耐鋁植株：普通植株約為3：1，則可判斷這株耐鋁植株細(xì)胞至少轉(zhuǎn)入了2個(gè)ALMT基因，且轉(zhuǎn)入的基因分別位于兩條非同源染色體上；若使這株耐鋁植株（基因型相當(dāng)于AaBb，A和B均為ALMT基因）自交，后代中耐鋁植株：普通植株約為15：1。