Question

【題目】科學(xué)家將魚抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對(duì)寒冷的環(huán)境中生長(zhǎng)。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點(diǎn)，下圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過(guò)程的示意圖（ampr為抗氨芐青霉素基因），其中①—④是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過(guò)程中的相關(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞。請(qǐng)據(jù)圖作答：

（1）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可用一種或者多種限制酶進(jìn)行切割。該酶的特點(diǎn) 。

為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實(shí)例中，應(yīng)該選用限制酶 對(duì)含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒進(jìn)行切割，然后用 將它們連接起來(lái)。

（2）培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會(huì)抑制番茄愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，要利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體Ⅰ中含有 作為標(biāo)記基因。

（3）研究人員通常采用 法將魚抗凍蛋白基因?qū)�入番茄�?xì)胞內(nèi)。通常采用 技術(shù)，在分子水平檢測(cè)目的基因是否翻譯形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

（4）利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入含魚的抗凍蛋白基因的番茄組織細(xì)胞培育成植株。圖中③、④依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中番茄組織細(xì)胞的 、 過(guò)程。在培養(yǎng)過(guò)程中，除了提供水分、無(wú)機(jī)鹽、糖類、維生素以及氨基酸外，還需要在培養(yǎng)基中加入 。同時(shí)，在培養(yǎng)過(guò)程中,除必需的溫度、光照和氧氣等外界條件外，成功的另一個(gè)關(guān)鍵是操作過(guò)程必須保證 。

（5）與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比,用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液除含有水分、無(wú)機(jī)鹽、糖類、維生素以及氨基酸等之外,通常還要添加 。

Answer 1

【答案】(1) 識(shí)別特定的DNA序列并在特定位點(diǎn)切割 Pst I、Sam I DNA連接酶

(2)抗氨芐青霉素基因(ampr)

(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化(或基因槍法等) 抗原-抗體雜交

(4)脫分化 再分化 植物激素 無(wú)菌

（5)動(dòng)物血清

【解析】（1）基因工程中，限制酶具有特異性，能夠識(shí)別特定的DNA序列并在特定位點(diǎn)切割。在構(gòu)建基因表達(dá)載體中，如果目的基因和載體用同一種限制酶切割，獲得的黏性末端相同，將會(huì)發(fā)生自身環(huán)化現(xiàn)象，故應(yīng)選用不同的限制酶分別對(duì)目的基因和載體切割，以獲得不同的黏性末端，故應(yīng)選用PstⅠ和SmaⅠ對(duì)含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒進(jìn)行切割，然后用DNA連接酶將它們連接起來(lái)。

（2）培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會(huì)抑制番茄愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，要利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體Ⅰ中含有抗氨芐青霉素基因作為標(biāo)記基因。

（3）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，所以研究人員通常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將魚抗凍蛋白基因?qū)�入番茄�?xì)胞內(nèi)。目的基因表達(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，可以用抗原-抗體雜交進(jìn)行檢測(cè)。

（4）圖中③④分別指脫分化和再分化過(guò)程。組織培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)基除了提供水分、無(wú)機(jī)鹽、糖類、維生素以及氨基酸等之外,通常還要添加植物激素，同時(shí)必須保證操作過(guò)程無(wú)菌。

（5）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同，動(dòng)物培養(yǎng)液需要加入動(dòng)物血清。