Question

【題目】南極某種魚含有抗凍基因，下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖。請回答下列相關問題：

(1)利用①過程的方法獲取目的基因需要用到_________酶。②過程中常需要用到的工具酶是__________________。

(2)通過①②過程成功構建的重組質粒，除了目的基因外，此載體還應該具備___________________________等條件。

(3)將目的基因導入番茄體細胞的方法是利用農桿菌的_________作用，其原理是____________________________________。

(4)要確認抗凍基因是否在轉基因番茄植株中正確表達，除了進行分子檢測外，有時還需要進行___________________________的鑒定。

(5)若某科研機構從預期的抗凍蛋白功能出發，依靠人工方法合成了抗凍基因的mRNA，再重復上述過程該研究方法可稱為__________________。

Answer 1

【答案】逆轉錄酶和DMA聚合酶 限制酶和DNA連接酶 啟動子、終止子、標記基因 轉化 目的基因隨農桿菌中Ti質粒上的T-DNA轉移至受體細胞，整合到受體細胞中的染色體 DNA上并且能夠穩定存在并表達 個體生物學水平 蛋白質工程

【解析】

本題綜合考查基因工程相關的內容。蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有的蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。其基本途徑是：從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列。

（1）由圖可知①是提取目的基因，提取目的基因的方法是以mRNA為模板合成DNA（目的基因）的方法，具體過程是以mRNA為模板，在逆轉錄酶的催化下合成DNA的一條鏈，然后又以該單鏈DNA為模板在DNA聚合酶催化下合成了雙鏈DNA。所以需要用到逆轉錄酶和DNA聚合酶。②過程是形成重組質粒，也即基因表達載體的構建的過程，用到的工具酶是（用同一種）限制酶（切割目的基因和質粒，使之露出相同的黏性末端）和DNA連接酶（連接黏性末端）。

（2）一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子、以及標記基因。

（3）將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是農桿菌轉化法，農桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，并將其中的Ti質粒上的DNA轉移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體的DNA上。根據農桿菌的這一特點，如果將目的基因插入到Ti質粒的T－DNA上，通過農桿菌的轉化作用，就可使目的基因進入植物細胞，并將其插入到植物細胞中染色體的DNA上，使目的基因的遺傳性特性得以穩定維持和表達。

(4)要確認抗凍基因是否在轉基因番茄植株中正確表達，除了進行分子檢測外，有時還需要進行個體生物學水平的鑒定。也即把轉基因番茄在寒冷環境中培養，對其進行抗寒能力的檢驗。

(5)若某科研機構從預期的抗凍蛋白功能出發，依靠人工方法合成了抗凍基因的mRNA，再重復上述過程，該研究方法可稱為蛋白質工程。