Question

【题目】苜蓿俗称金花菜，上海人称草头，营养价值很高。但是病菌往往威胁着苜蓿的生长。为提高产量，研究人员将溶菌酶基因（LYZ基因）和绿色荧光蛋白基因（GFP基因）连接为LYZ﹣GFP基因，成功获得了抗病苜蓿。左图表示Ti质粒，其中Vir区的基因表达是基因工程成功的的必备条件;右图表示含有LYZ﹣GFP基因的DNA片段。图中箭头表示相关限制酶的酶切位点。回答下列问题：

（1）基于上述信息，该基因工程过程属于____________。

A.人类基因工程B.动物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程

（2）构建含有LYZ﹣GFP基因的重组质粒时，可用一种或者多种限制酶切割。为了确保目的基因与质粒进行高效拼接并表达，应该选用限制酶_____________________,如果LYZ-GFP基因和Ti质粒的大小分别为0.6kb和3.6kb（1kb=1000对碱基）,如果用限制酶II切割重组质粒，那么切割后线性片段大小应为________________。

A.大于4.2kbB.等于4.2kbC.小于4.2kbD.0kb

（3）标记基因是重组质粒的重要标记，通常用来检验转化成功与否，在培育转基因苜蓿植株过程中，应选择_______为标记基因。

A.四环素抗性基因B.GFP基因C.卡那霉素抗性基因D.LYZ基因

（4）对该苜蓿植株进行病菌接种实验，通过观察其抗病程度可以进行个体生物学水平的鉴定，原因是________________________________________________________。

（5）抗病苜蓿通过植物组织培养繁殖后代，其后代全身各组织或细胞均含有的物质是__________________。

①LYZ-GFP基因②LYZ-GFP基因mRNA③溶菌酶、绿色荧光蛋白

A．①B．①②C．②③D．①②③

Answer 1

【答案】C 限制酶I限制酶III C B LYZ基因能表达出溶菌酶，溶菌酶能杀灭病菌，表现出抗病特性 A

【解析】

DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。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，形成黏性末端和平末端两种。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取、②基因表达载体的构建、③将目的基因导入受体细胞、 ④目的基因的检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是基因工程的核心内容，基因表达载体由目的基因、启动子、终止子和标记基因组成。标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，欲知基因工程成功与否，需要进行分子水平检测，有时还需进行个体生物学水平鉴定。

（1）根据题意目的是获得抗病苜蓿可知，该基因工程过程属于植物基因工程，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

（2）由于质粒中Vir区的基因表达是基因工程成功的的必备条件，而限制酶II的切割位点在Vir区，若用限制酶II切割目的基因和质粒，则Vir区的基因被破坏，故不能选限制酶II切割目的基因；若只用限制酶I切割目的基因和质粒，在目的基因和质粒连接时会出现目的基因的自连体或质粒的自连体，为了防止自连体的出现，确保目的基因与质粒进行高效拼接并表达，应该选用限制酶I和限制酶III同时对质粒以及目的基因进行剪切。由于用上述酶剪切质粒和目的基因后，在DNA连接酶的作用下将含卡那霉素抗性基因的质粒片段与目的基因连接后，位于质粒上限制酶I和限制酶III之间不含抗性基因的片段并没有连接到所形成的目的重组质粒中，故形成的重组质粒的长度应小于质粒和目的基因的长度总和，即小于3.6+0.6=4.2kb，综上分析，C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

（3）GFP基因为绿色荧光蛋白基因，表达形成的绿色荧光蛋白容易检测，且GFP基因和目的基因连在一起，所以为了检验转化成功与否，在培育转基因苜蓿植株过程中，应选择GFP基因作为标记基因。即B正确，ACD错误。

故选B。

（4）由于LYZ基因能表达出溶菌酶，溶菌酶能杀灭病菌，表现出抗病特性，故对该苜蓿植株进行病菌接种实验，通过观察其抗病程度可以进行个体生物学水平的鉴定。

（5）植物组织培养过程为无性繁殖，进行的分裂方式为有丝分裂，各细胞中的遗传物质是相同的，故各细胞均含有LYZ-GFP基因，由于导入的基因在细胞中不一定都能表达，所以不是所有细胞都能检测到LYZ-GFP基因mRNA以及溶菌酶、绿色荧光蛋白。所以A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。