Question

3．回答下列与基因工程相关的问题：
（1）科学家利用基因工程手段培育抗干旱的转基因烟草．获得大量抗干旱基因可用PCR技术来扩增，需要用到的酶有耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）．在培育转基因抗干旱烟草过程中，常需将重组质粒导入土壤农杆菌，该操作过程中首先必须用Ca²⁺处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态；然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程．
（2）该抗干旱的转基因烟草中含有抗除草剂基因，作为标记基因的抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是抗除草剂基因和抗干扰基因在同一质粒上．经检测成功后，抗除草剂基因已经没有用途，若继续留在植物体内，则可能会造成的安全性问题是抗除草剂基因会转移到杂草中．
（3）科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因植物细胞内的抗除草剂基因，有关过程如图所示：

可通过Cre酶处理，质粒中的两段loxP序列被切开，可得到如上图右侧的两个DNA分子．抗除草剂基因不再表达的原因是抗除草剂基因前没有启动子．删除除草剂基因，所以Cre酶可改变质粒产生的结果就相当于可遗传变异中的基因重组．

Answer 1

分析 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）PCR技术是在较高温度下进行的，因此利用PCR技术来扩增目的基因时，需要用到耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）．将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，即先用Ca²⁺处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态；然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程．
（2）由于抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上，故抗除草剂基因可以用于检测目的基因是否导入成功．经检测成功后，抗除草剂基因已经没有用途，若继续留在植物体内，则可能会造成的安全性问题是抗除草剂基因会转移到杂草中．
（3）基因表达载体的组成包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．由于抗除草剂基因前没有启动子，因此抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失．删除除草剂基因，Cre酶可改变质粒产生的结果就相当于可遗传变异中的基因重组．
故答案为：
（1）耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）   Ca²⁺处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态     重组质粒和感受态细胞
（2）抗除草剂基因和抗干扰基因在同一质粒上   抗除草剂基因会转移到杂草中
（3）抗除草剂基因前没有启动子     基因重组

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理、操作步骤等，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合图中信息准确答题．