Question

荧火虫能发光是因为荧火虫体内可以通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象．如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光．一直以来荧光素酶的唯一来源是从荧火虫腹部提取的．但加利福利亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内生产荧光素酶．请你根据已有的知识回答下列有关问题：
（1）在此转基因工程中，目的基因是

 

，提取目的基因的途径通常有两种，这两种途径是

 

（2）将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要运载体的帮助．下列所列各项是选取运载体的时候必须考虑的是

 

（多选）
A．能够在宿主细胞内复制并稳定保存      B．具有特定的限制酶切点
C．具有与目的基因相同的碱基片断        D．具有某些标记基因
（3）在此转基因工程中，是由质粒承担运载体的．在将体外重组体DNA导入大肠杆菌体内之前通常要用

 

处理大肠杆菌，目的是

 

．
（4）由于荧光素酶的特殊作用，人们一直设想将其基因作为实验工具，将它和某一基因连接在一起，通过植物是否发光来确定该基因是否已经转入到植物体内，如判断固氮基因是否成功导入某植物体内．正常根瘤菌体内的固氮基因与荧火虫体内的荧光素酶基因相比，除了碱基对的顺序、数目不同以外，在结构方面还存在不同点，主要不同是

 

（5）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键．
（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒．
2、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）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．
（4）目的基因的检测与鉴定：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．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答： 解：（1）在此转基因工程中，实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶，因此目的基因是荧光素酶基因．获取目的基因的主要途径包括：人工合成．
（2）作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来．故选：ABD．
（3）将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，即用Ca²⁺处理大肠杆菌，使大肠杆菌处于能够吸收周围DNA分子的感受态．
（4）根瘤菌是原核生物，细胞内的固氮菌基因的编码区是连续的，而荧火虫是真核生物，细胞内的荧光素酶基因的编码区是间断的．
（5）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点有目的明确、培育周期短、可以克服远缘杂交的不亲和性等．
故答案为：
（1）荧光素酶基因     直接提取和人工合成法   
（2）ABD
（3）CaCl₂     以增大细胞壁的通透性，使重组基因能够导入到受体细胞内 
（4）固氮菌基因的编码区是连续的，而荧光素酶基因的编码区是间断的 
（5）目的明确、培育周期短、可以克服远缘杂交的不亲和性

点评：本题结合基因工程的原理及技术，要求考生识记基因工程的原理、操作工具、操作步骤及相关应用，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．