题目内容

11．利用基因工程技术培育转基因抗冻番茄，该过程需要用多种限制酶，如图依次表示EcoR I、Sma I、Nae I三种限制酶的识别序列及切割位点，

请回答：
（1）上述限制酶在特定位点切割DNA，其实质是断开DNA分子每条链中特定部位的两个核苷酸之间的
磷酸二酯键，切割后产生了黏性末端和平末端末端．
（2）利用EcoR I 和Nae I酶切得某种鱼的抗冻蛋白基因，可与被EcoR I 和Sam I酶切后的质料连接成重组质料，原因是相同的黏性末端之间可连接，且不同的平末端之间也可以连接．
（3）重组质粒导入番茄后，欲检测抗冻蛋白基因是否转录出mRNA，需利用标记的含有目的基因的DNA片段（或“标记的抗冻蛋白基因”或“标记的含有目的基因的DNA单链”）作探针．
（4）利用抗冻蛋白制备出相应的抗体，然后进行抗原-抗体杂交，观察到杂交带出现，尚不足以确定转基因抗冻番茄培育是否成功．因此，还应将转基因番茄置于寒冷环境培养（或进行个体水平检测或进行抗冻实验），以确定其耐寒能力是否提高．
（5）应用PCR扩增目的基因时，需要在基因组数据库中查询目的基因的核苷酸（或脱氧核苷酸或碱基）序列，以便合成引物．PCR过程第一轮循环的模板是目的基因的两条脱氧核苷酸链（或目的基因）．

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）限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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开，产生黏性末端和平末端．
（2）EcoRⅠ酶切出粘性末端，SmaⅠ和NaeⅠ酶切出平末端，利用EcoRⅠ和NAE酶切得某种鱼的抗冻蛋白基因，可与被EcoRⅠ和SamⅠ酶切后的质粒连接成重组质粒，原因是相同的黏性末端之间可连接，且不同的平末端之间也可以连接．
（3）欲检测目的基因是否转录出mRNA，需利用标记的含有目的基因的DNA片段作探针，进行核酸分子杂交，若出现杂交带，说明目的基因是否转录出了mRNA．
（4）利用抗冻蛋白制备出相应的抗体，然后进行抗原-抗体杂交，观察到杂交带出现，尚不足以确定转基因抗冻番茄培育是否成功．因此，还应进行个体生物学水平的鉴定，将转基因番茄置于寒冷环境培养，以确定其耐寒能力是否提高．
（5）应用PCR扩增目的基因时，需要在基因组数据库中查询目的基因的核苷酸（或脱氧核苷酸或碱基）序列，以便合成引物．PCR过程第一轮循环的模板是目的基因的两条脱氧核苷酸链（或目的基因）．
故答案为：
（1）磷酸二酯键     黏性末端和平末端
（2）相同的黏性末端之间可连接，且不同的平末端之间也可以连接
（3）标记的含有目的基因的DNA片段（或“标记的抗冻蛋白基因”或“标记的含有目的基因的DNA单链”） 
（4）抗体      置于寒冷环境培养（或进行个体水平检测或进行抗冻实验）
（5）核苷酸（或脱氧核苷酸或碱基）       目的基因的两条脱氧核苷酸链（或目的基因）

点评 本题考查了基因工程的有关知识，要求考生能够掌握基因工程的操作步骤，识记基因工程的操作工具及作用，能够结合图示以及所学知识准确答题，难度适中．

练习册系列答案
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