Question

【题目】南极某种鱼含有抗冻基因，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。请回答下列相关问题：

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

(2)通过①②过程成功构建的重组质粒，除了目的基因外，此载体还应该具备___________________________等条件。

(3)将目的基因导入番茄体细胞的方法是利用农杆菌的_________作用，其原理是____________________________________。

(4)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中正确表达，除了进行分子检测外，有时还需要进行___________________________的鉴定。

(5)若某科研机构从预期的抗冻蛋白功能出发，依靠人工方法合成了抗冻基因的mRNA，再重复上述过程该研究方法可称为__________________。

Answer 1

【答案】逆转录酶和DMA聚合酶 限制酶和DNA连接酶 启动子、终止子、标记基因 转化 目的基因随农杆菌中Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞，整合到受体细胞中的染色体 DNA上并且能够稳定存在并表达 个体生物学水平 蛋白质工程

【解析】

本题综合考查基因工程相关的内容。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。其基本途径是：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。

（1）由图可知①是提取目的基因，提取目的基因的方法是以mRNA为模板合成DNA（目的基因）的方法，具体过程是以mRNA为模板，在逆转录酶的催化下合成DNA的一条链，然后又以该单链DNA为模板在DNA聚合酶催化下合成了双链DNA。所以需要用到逆转录酶和DNA聚合酶。②过程是形成重组质粒，也即基因表达载体的构建的过程，用到的工具酶是（用同一种）限制酶（切割目的基因和质粒，使之露出相同的黏性末端）和DNA连接酶（连接黏性末端）。

（2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、以及标记基因。

（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，并将其中的Ti质粒上的DNA转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传性特性得以稳定维持和表达。

(4)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中正确表达，除了进行分子检测外，有时还需要进行个体生物学水平的鉴定。也即把转基因番茄在寒冷环境中培养，对其进行抗寒能力的检验。

(5)若某科研机构从预期的抗冻蛋白功能出发，依靠人工方法合成了抗冻基因的mRNA，再重复上述过程，该研究方法可称为蛋白质工程。