Question

【题目】花青素存在于黑莓浆果中,是一种抗氧化剂,可降低癌症、心脏病的发病率。研究人员将花青素基因转入番茄中制得可抗癌的转基因“紫番茄”。请回答下列问题:

(1)研究人员获取花青素基因后,宜采用______技术对花青素基因进行扩增。该技术需要______、热稳定DNA聚合酶、原料和DNA模板。

(2)将花青素基因插入质粒的T-DNA中的目的是______________________________。

(3)图是天然的Ti质粒结构示意图,其中ksh表示抗青霉素基因、kqd表示抗庆大霉素基因、zz表示终止子。用Ti质粒构建的基因表达载体中的启动子和终止子是一段特殊结构的____片段,它们驱动和终止的是______过程。

(4)若利用限制酶Ⅰ构建重组Ti质粒后,用____________法导入番茄细胞。设计实验筛选出只导入Ti质粒和成功导入重组Ti质粒番茄细胞的方法,设计方案是_________________;结果及结论是________________。

Answer 1

【答案】 PCR 引物 使花青素基因转移并整合到受体细胞的染色体DNA上,并能稳定遗传和表达 DNA 转录 农杆菌转化 将两种细胞分别放在含庆大霉素(甲)、既含庆大霉素又含青霉素(乙)的培养基上培养 甲、乙上都能生长的是只导入Ti质粒的番茄细胞,甲上能生长而乙上不能生长的是导入重组Ti质粒的番茄细胞

【解析】基因工程技术的基本步骤：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）→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）→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）→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）。

（1）PCR技术可在体外大量扩增目的基因；PCR技术需要的条件有引物、热稳定DNA聚合酶、原料和DNA模板。

（2）将花青素基因插入质粒的T-DNA中的目的是携带目的基因转移并整合到受体细胞的染色体DNA上，使之稳定遗传并表达。

（3）启动子和终止子是一段特殊结构的DNA片段，它们驱动和终止的是转录过程。

（4）结合前面的知识可知，若利用限制酶I构建重组Ti质粒后，常用农杆菌转化法导入番茄细胞。用限制酶I构建基因表达载体时，ksh(抗青霉素基因)被破坏，而kqd(抗庆大霉素基因)没有被破坏，因此可设计以下实验筛选出只导入Ti质粒和成功导入重组Ti质粒番茄细胞：将两种细胞分别在含庆大霉素(甲)、既含庆大霉素又含青霉素(乙)的培养基上培养，若甲、乙上都能生长的是只导入Ti质粒的番茄细胞，甲上能生长而乙上不能生长的是导入重组Ti质粒的番茄细胞。