Question

4．科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，番茄耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长．质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点．下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（amp^r为抗氨苄青霉素基因），其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞，请据图作答．

（1）图中涉及的技术有：DNA重组技术、植物组织培养技术（答出两点）．
（2）在构建基因表达载体时，可用一种或多种限制酶进行切割．为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用Pst I、Sam I，分别对目的基因和质粒进行切割，切割后产生的DNA片段分别为4、2种．
（3）图中I amp^r基因的目的是重组质粒的鉴定和筛选，除了amp^r、鱼的抗冻蛋白基因以外，还应具有的结构是启动子、终止子．
（4）研究人员通常采用农杆菌转化（或基因枪法等）法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内．通常采用抗原-抗体杂交技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质．

Answer 1

分析 结合题意分析图解：鱼的抗冻蛋白基因上具有三种限制酶切割位点，PstⅠ酶的切割位点存在于目的基因的两侧，SmaⅠ酶的切割位点存在于目的基因的左侧，而AluⅠ酶的切割位点存在于目的基因的中央，因此不宜选用AluⅠ酶．
质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，在选择限制酶时一般选择同种限制酶，以便形成相同的黏性末端．
其中①～④分别表示：基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、脱分化、再分化．

解答 解：（1）图中涉及的技术有DNA重组技术、植物组织培养技术．
（2）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段，而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段．
（3）图中I amp^r基因是标记基因，可以对重组质粒进行鉴定和筛选，重组质粒上除了amp^r、鱼的抗冻蛋白基因以外，还应具有启动子、终止子．
（4）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，通常采用抗原-抗体杂交技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质．
故答案为：
（1）DNA重组技术、植物组织培养技术
（2）Pst I、Sam I       4       2
（3）重组质粒的鉴定和筛选  启动子   终止子
（4）农杆菌转化（或基因枪法等）       抗原-抗体杂交

点评 本题具有一定的难度，属于考纲中理解层次的要求，考查了基因工程的工具酶、目的基因导入受体细胞以及利用植物组织培养技术培养转基因植株的相关知识，解答的难点是能够根据目的基因和质粒上的切割位点选择合适的限制酶．