Question

【题目】玉米是世界上的第三大粮食作物，广泛种植于世界各地。研究表明，转基因抗虫玉米中的细菌BT基因能表达一种毒蛋白，这种毒蛋白能有效杀死玉米螟（一种农业害虫）。请回答下列问题：

（1）BT基因在基因工程中称为_________。在基因表达载体中，除了要有BT基因外，还必须有启动子、终止子和______。若将BT基因插入到Ti质粒的_________上，通过农杆菌的转化作用，就可以使其导入玉米细胞并将其插入到玉米细胞中的染色体上。

（2）PCR是利用__________ 的原理，在利用PCR技术扩增BT基因时，需要提供模板、原料、引物、______等条件，将模板DNA加热至9095℃ 的目的是__________。

（3）BT基因与载体结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。若某限制酶的识别序列和切点是，请画出目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端_______。DNA连接酶对所连接的两端碱基序列__________(填“有”或“没有”）专一性要求，定性地检测BT基因的“表达”产物可采用____________________的方法。

（4）为了防止抗虫玉米通过花粉传播带来的生态学问题，科研小组考虑将抗虫基因导入到玉米根尖细胞的__________中以防止基因污染，同时在大规模种植的抗虫玉米田中设置一个或多个避难所种植普通玉米，目的是_______________。

Answer 1

【答案】目的基因 标记基因 T－DNA DNA双链复制 热稳定DNA聚合酶/Taq酶 使BT基因（受热后）解开为单链 没有 抗原－抗体杂交 线粒体 延缓抗毒蛋白的玉米螟出现（或减缓害虫抗性基因频率增加的速度）

【解析】

1、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
2、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
3、基因表达载体的构建：
①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子．
②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用．
③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因
（1）启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；
（2）终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；
（3）标记基因便于目的基因的鉴定和筛选．

（1）根据题干意思，BT基因为目的基因；基因表达载体，需要目的基因、启动子、终止子以及标记基因；若将BT基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使其导入玉米细胞并将其插入到玉米细胞中的染色体上。

（2）PCR是利用DNA双链复制的原理，在利用PCR技术扩增BT基因时，需要提供模板、原料、引物、耐高温Taq酶等条件，将模板DNA加热至9095℃ 的目的是解旋即使BT基因（受热后）解开为单链。

（3）根据碱基互补配对原则，目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端为，DNA连接酶作用位点是磷酸二酯键，故没有专一性，定性地检测BT基因的“表达”产物可采用抗原-抗体杂交的方法。

（4）为了防止抗虫玉米通过花粉传播带来的生态学问题，科研小组考虑将抗虫基因导入到玉米根尖细胞的线粒体中以防止基因污染，同时在大规模种植的抗虫玉米田中设置一个或多个避难所种植普通玉米，目的是延缓抗毒蛋白的玉米螟出现（或减缓害虫抗性基因频率增加的速度）。