Question

【題目】Ⅰ．轉基因草莓中有能表達乙肝病毒表面抗原的基因，由此可獲得用來預防乙肝的一種新型疫苗，其培育過程如圖所示（①至④代表過程，A至C代表結構或細胞）。請據圖回答：

（1）圖中①過程用到的酶是_____________，所形成的B叫做_____________。

（2）②過程常用_____________處理農桿菌，使之成為____________細胞，利于完成轉化過程。

（3）圖中③過程需要用到的激素是_____________。

Ⅱ．黃瓜花葉病毒（CMV）是能侵染多種植物的RNA病毒，可危害番茄的正常生長并造成減產，研究人員通過農桿菌介導將該病毒外殼蛋白的cDNA導入番茄植株中，成功獲得抗CMV的番茄植株。

（1）獲得CMV的RNA后，需在_____________的催化下才能合成CMV外殼蛋白的cDNA。

（2）獲得cDNA后，需先通過一定方法將其插入到農桿菌的________________片段中，然后將番茄子葉切段與該農桿菌共同培養(yǎng)，以實現對番茄細胞的轉化。

（3）將經共同培養(yǎng)后的番茄外植體接種于含有卡那霉素和青霉素的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時間，只有部分外植體生出愈傷組織。研究人員據此確定這些生出愈傷組織的外植體都已成功導入了cDNA，你認為他們做出以上判斷的理由是________________________________。

（4）要想確定轉基因番茄已經成功表達出CMV外殼蛋白，需要進行_______________________實驗。

（5）若要驗證轉基因番茄具有較好的抗CMV能力，請寫出實驗設計思路：_____________________。轉基因番茄自交，子代中抗性植株與敏感植株數量之比接近3：1，由此可以得出的結論是___________________（答出兩點）。

Answer 1

【答案】DNA連接酶 基因表達載體（或者重組質粒） CaCl2溶液（或者Ca2+） 感受態(tài) 生長素和細胞分裂素 逆轉錄酶 Ti質粒的T-DNA 重組表達載體同時含有卡那霉素抗性基因和青霉素抗性基因，只有成功導入了重組質粒的外植體才能在含有卡那霉素和青霉素的選擇培養(yǎng)基上生出愈傷組織 抗原-抗體雜交 用CMV分別感染轉基因番茄與未轉基因的番茄，一段時間后觀察結果，分析兩組番茄的抗性 目的基因已經整合到受體細胞的染色體上、獲得的轉基因親本為雜合子

【解析】

1、分析題圖：①表示基因表達載體的構建過程；②將目的基因導入受體細胞（農桿菌轉化法）；③④表示植物組織培養(yǎng)過程，其中③是脫分化過程、④是再分化過程．圖中A是目的基因、B是基因表達載體（由啟動子、終止子、目的基因和標記基因等部分構成）、C是愈傷組織。

2、基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

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

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因—DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA—分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質—抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

Ⅰ．（1）①表示基因表達載體的構建過程，需用DNA連接酶將目的基因和運載體（質粒）連接形成重組質粒。B是基因表達載體，由啟動子、終止子、目的基因和標記基因等部分構成。

（2）將目的基因導入微生物細胞時，常用CaCl2（Ca2+）處理微生物細胞（農桿菌），使之成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細胞，利于重組質粒進入微生物細胞（農桿菌）。

（3）圖中③過程為脫分化，需要用到的激素是生長素和細胞分裂素。

Ⅱ．（1）以RNA為模板合成DNA的過程稱為逆轉錄，該過程需要逆轉錄酶的催化。

（2）農桿菌轉化法的原理是：農桿菌中的Ti質粒上的T-DNA可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上。因此獲得cDNA后，需先通過一定方法將其插入到農桿菌Ti質粒的T-DNA片段中，然后將番茄子葉切段與該農桿菌共同培養(yǎng)，以實現對番茄細胞的轉化。

（3）重組表達載體同時含有卡那霉素抗性基因和青霉素抗性基因，只有成功導入了重組質粒的外植體才能在含有卡那霉素和青霉素的選擇培養(yǎng)基上生出愈傷組織，據此可知生出愈傷組織的外植體都已成功導入了cDNA。

（4）檢測目的基因是否表達產生相應的蛋白質，需要進行抗原-抗體雜交實驗。

（5）若要驗證轉基因番茄具有較好的抗CMV能力，可用CMV分別感染轉基因番茄與未轉基因的番茄，一段時間后觀察結果，分析兩組番茄的抗性。轉基因番茄自交，子代中抗性植株與敏感植株數量之比接近3：1，符合基因分離定律，由此可以得出的結論是目的基因已經整合到受體細胞的染色體上，獲得的轉基因親本為雜合子。