Question

2008年10月8日，日本科学家下村修、美国科学家马丁?查尔菲和钱永健因为发现和改造绿色荧光蛋白而获得了当年的诺贝尔化学奖．绿色萤光蛋白（green fluorescent protein），简称GFP，这种蛋白质最早是由下村修等人在1962年在一种学名Aequorea victoria的水母中发现，其基因所产生的蛋白质，在蓝光或紫外线激发下，会发出绿色萤光．请结合所学知识，根据图表回答下列问题：
几种限制酶识别序列及其切点

限制酶	切割位点
BamH I
Hind III
EooR I
Sma I
Pst I

（1）为了提高实验成功率，需要通过

 

技术获得GFP的大量拷贝，与体内的DNA复制相比该技术所需的酶是

 

．
（2）若图中经切割后的GFP的M端的核苷酸序列是AGCT-，N端的核苷酸序列是-TGCA，则在构建含该GFP的重组质粒A时，所选用的限制酶是

 

，此类酶能使特定部位的两个核苷酸之间的

 

键断开．
（3）④过程将基因表达载体导入猪胎儿成纤维细胞常用的方法是

 

．
（4）检测GFP是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上，可采用

 

技术进行检测，所用探针为

 

．若要检测GFP在受体细胞内是否成功表达，最简便的方法是

 

．
（5）若将GFP与编码某蛋白质的目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会与绿色荧光蛋白连接在一起．绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是

 

．
A．追踪目的基因在细胞内的复制过
B．追踪目的基因插入到染色体上的位置
C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构
（6）美籍华人钱永健系统地研究了绿色荧光蛋白的工作原理，并对它进行了大刀阔斧的化学改造，不但大大增强了它的发光效率，还发展出了红色、蓝色、黄色荧光蛋白．采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白的过程是：
①蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计；
②推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和

 

；
③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成）；
④表达出蓝色荧光蛋白．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：根据题意和图示分析可知：①表示获取目的基因，②表示用限制酶切割质粒，③表示基因表达载体的构建，④表示将目的基因导入受体细胞，⑤表示将猪胎儿成纤维细胞提取细胞核，⑥表示将猪卵母细胞去除细胞核，⑦表示核移植，⑧表示动物细胞培养，⑨表示胚胎移植．

解答： 解：（1）为了提高实验成功率，需要通过PCR技术获得GFP的大量拷贝，与体内的DNA复制相比该技术所需的酶是Taq酶即热稳定的DNA聚合酶．
（2）若图中经切割后的GFP的M端的核苷酸序列是AGCT-，N端的核苷酸序列是-TGCA，则在构建含该GFP的重组质粒A时，所选用的限制酶是HindⅢ和PstⅠ，此类酶能使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开．
（3）将重组质粒A导入猪胎儿成纤维细胞时，采用显微注射法．
（4）检测GFP是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上，可采用DNA分子杂交技术进行检测，所用探针为放射性同位素标记的GFP．若要检测GFP在受体细胞内是否成功表达，最简便的方法是用蓝光或紫外线照射受体细胞，观察其是否发出绿色荧光．
（5）若将GFP与编码某蛋白质的目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会与绿色荧光蛋白连接在一起．绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布．
（6）蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→相应基因的修饰改造或人工合成→相应的表达．
故答案为：
（1）PCR    Taq酶（或热稳定的DNA聚合酶）
（2）HindⅢ和PstⅠ磷酸二酯
（3）显微注射技术
（4）DNA分子杂交　　放射性同位素标记的GFP    用蓝光或紫外线照射受体细胞，观察其是否发出绿色荧光
（5）C
（6）基因的核苷酸序列

点评：本题考查基因工程和胚胎工程，要求学生理解基因工程的操作步骤，能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题．