Question

【题目】科学家从某细菌中提取抗冻基因，转入番茄并培育出抗冻番茄。下图是转抗冻基因番茄的培育过程，含抗冻基因的DNA片段和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。分析回答问题：

(1)若要获得抗冻基因，可以从细菌中提取；也可以通过分析抗冻蛋白____________的序列推测基因的结构，进而人工合成抗冻基因。对获得的抗冻基因可用____________技术进行扩增。

⑵上述两种途径获得的抗冻基因____________ (填“是”或“否”)一定相同，原因是________________________________________________________________________。

(3)用图中的质粒和抗冻基因构建重组质粒，不能使用SmaI酶切割，原因是______________。图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，应选用_____________酶对外源DNA、质粒进行切割。

(4)图中过程⑤表示______________________________。

Answer 1

【答案】氨基酸 PCR 否 密码子的简并性 SmaI会破坏质粒的抗冻基因和外源DNA的抗冻（目的）基因 EcoRI和HindIII 脱分化

【解析】

分析题图：①表示含目的基因的DNA片段，②表示载体，③表示构建基因表达载体的过程，④表示将目的基因导入受体细胞，⑤表示脱分化过程，⑥表示再分化过程。由于抗冻基因和质粒上的抗性基因内部有SmaI酶切割位点，因此不能选择SmaI酶切割目的基因和质粒。

(1)获取的目的基因的方法包括从基因文库中获取、PCR技术扩增和人工化学合成，采用人工化学合成时，可通过分析抗冻蛋白的氨基酸序列推测基因的结构，进而人工合成抗冻基因，进而通过PCR技术进行扩增。

⑵由于密码子的简并性等原因，从细菌中提取获得的目的基因和通过分析抗冻蛋白氨基酸的序列推测出基因不一定相同。

(3)由图可知，使用SmaI酶切割，将会破坏质粒的抗性基因（标记基因），同时也会破坏目的基因片段，因此不能使用SmaⅠ酶切割。

质粒中有三种酶的切割位点，而且不能使用SmaⅠ酶切割，因此可从EcoRⅠ酶和HindⅢ酶选择。若只用EcoRⅠ酶切割，则质粒和目的基因的末端相同，容易发生自身环化，若同时用EcoRⅠ酶和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割，这样使目的基因两端的黏性末端不同，可以防止自身环化。

(4)图中过程⑤表示番茄细胞经过脱分化过程形成愈伤组织的过程。