Question

【題目】科學(xué)家嘗試使用Cre/loxP位點(diǎn)特異性重組系統(tǒng)，在檢測(cè)目的基因?qū)�入成功后，刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因。其技術(shù)過(guò)程如下（圖中的■代表基因前的啟動(dòng)子），據(jù)圖回答：

（1）loxP是一種只有34個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的小型DNA片段，是有兩個(gè)13個(gè)喊基對(duì)反向重復(fù)序列和中間間隔的8個(gè)堿基對(duì)序列共同組成，自身不會(huì)表達(dá)，插入質(zhì)粒后也不影響原有基因的表達(dá)，其堿基序列如下：

Cre酶能特異性地識(shí)別此序列并在箭頭處切開(kāi)loxP，其功能類(lèi)似于基因工程中的_____________酶。從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒產(chǎn)生的結(jié)果相當(dāng)于可遺傳變異中的_____________。

（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到植物細(xì)胞中最常用的方法是_______________________�；�因表達(dá)載體的基本元素有_____________、_____________、_____________和_____________。作為標(biāo)記基因，抗除草劑基因用于檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入成功的原因是_____________。

（3）經(jīng)檢測(cè)成功后，抗除草劑基因己沒(méi)有用途，繼續(xù)留在植物體內(nèi)可能會(huì)造成的安全問(wèn)題是________。經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開(kāi)后，可得到如上圖右側(cè)的這兩個(gè)DNA分子。由于_____的原因，抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會(huì)在培養(yǎng)過(guò)程中消失。

Answer 1

【答案】 限制酶 基因重組 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 啟動(dòng)子 目的基因 終止子 標(biāo)記基因 抗除草劑基因和目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上 抗除草劑基因可能轉(zhuǎn)移到雜草中 抗除草劑基因前沒(méi)有了啟動(dòng)子

【解析】試題分析：結(jié)合題意和Cre酶處理前后的圖解過(guò)程對(duì)比分析，Cre酶處理相當(dāng)于基因工程中限制酶的作用，將雙鏈DNA中特定部位3，5-磷酸二酯鍵切割，使原來(lái)重組質(zhì)粒一中兩段loxP序列分開(kāi)，得到不同DNA片段再發(fā)生重新連接，各自含有一段loxP序列。對(duì)比得到的質(zhì)粒二可知，目的基因——抗除草劑基因雖然存在，但沒(méi)有啟動(dòng)子，這樣的目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)即便存在也不能表達(dá)。

（1）Cre酶可以切割3，5-磷酸二酯鍵，將DNA分子切割成若干片段，功能類(lèi)似于限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）。Cre酶改變質(zhì)粒的方式是將DNA鏈斷裂，再重新組合連接，形成新的DNA分子，相當(dāng)于基因重組。

（2）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法等，其中導(dǎo)入到植物細(xì)胞最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法�；�因表達(dá)載體的基本組成部件（元素）有啟動(dòng)子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因。抗除草劑基因可以作為標(biāo)記基因，檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入成功，是因?yàn)榭钩�草劑基因與目的基因在同一個(gè)質(zhì)粒上，兩者一起表達(dá)。如果表現(xiàn)出抗除草劑性狀，則說(shuō)明目的基因成功導(dǎo)入。

（3）抗除草劑基因如果留在植物體內(nèi)，可能傳播、重組到雜草DNA中，導(dǎo)致雜草抗除草劑，難以清除。由圖可知，質(zhì)粒二中缺少啟動(dòng)子，抗除草劑基因無(wú)法正常表達(dá)。