Question

20．科研人员以酵母菌为受体细胞，通过转基因技术研究水稻某种病毒的蛋白P与水稻蛋白的相互作用．
（1）实验所用的缺陷型酵母菌不能合成组氨酸、色氨酸和亮氨酸，培养时在培养基中需添加上述氨基酸，为酵母菌细胞内核糖体上合成蛋白质提供原料．
（2）将蛋白P基因与质粒K（具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因）连接，构建重组质粒K．将重组质粒K导入缺陷型酵母菌，用不含色氨酸的培养基筛选转化的酵母菌获得菌落，从这些菌落中可筛选得到基因成功表达（或“指导合成”）BD-P蛋白的酵母菌A．
（3）为研究蛋白P能够和哪些水稻蛋白发生相互作用，科研人员提取水稻细胞的mRNA，在逆转录酶作用下获得cDNA，再与质粒T（具有亮氨酸合成基因及AD蛋白合成基因）连接形成重组质粒T，构建水稻cDNA文库．
（4）在酵母菌细胞内，组氨酸合成基因的转录受到调控，如下图所示．若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白P发生相互作用，BD、AD两个蛋白充分接近时，RNA聚合酶才能催化组氨酸合成基因转录．

（5）将酵母菌A分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中，以确定转入重组质粒K后酵母菌A不能合成组氨酸和亮氨酸（组氨酸和亮氨酸合成未被激活）．取水稻cDNA文库的多个重组质粒T分别转化到酵母菌A中，将转化产物接种在不含组氨酸、色氨酸、亮氨酸的培养基中培养，获得了分散的多个单菌落．经检测这些酵母菌中含有4种水稻蛋白，表明这4种水稻蛋白能够与蛋白P相互作用．
（6）研究发现，这4种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶，推测该病毒引起水稻出现各种病症的原因之一可能是通过蛋白P作用于代谢关键酶，干扰细胞的代谢．

Answer 1

分析 1、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．
2、分析题图：若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白P发生相互作用，BD、AD两个蛋白充分接近时，组氨酸合成基因才能转录．

解答 解：（1）氨基酸是合成蛋白质的原料，而蛋白质的合成场所是核糖体．
（2）缺陷型酵母菌不能合成色氨酸，而含有重组质粒K（质粒K具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因）的酵母菌能合成色氨酸，因此将重组质粒K导入缺陷型酵母菌，用不含色氨酸的培养基筛选转化的酵母菌获得菌落，从这些菌落中可筛选得到基因成功表达BD-P蛋白的酵母菌A．
（3）以mRNA为模板逆转录合成DNA时需要逆转录酶的催化．
（4）基因的转录需要RNA聚合酶的催化．
（5）酵母菌A含有重组质粒k，能合成色氨酸，但不能合成组氨酸和亮氨酸，因此需要将酵母菌A分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中，以确定转入重组质粒K后酵母菌A组氨酸和亮氨酸合成未被激活．取水稻cDNA文库的多个重组质粒T分别转化到酵母菌A中，将转化产物接种在不含组氨酸、色氨酸、亮氨酸的培养基中培养，获得了分散的多个单菌落．若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白P发生相互作用，BD、AD两个蛋白充分接近时，组氨酸合成基因才能转录，而且经检测这些酵母菌中含有4种水稻蛋白，则表明这4种水稻蛋白能够与蛋白P相互作用．
（6）研究发现，这4种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶，推测该病毒引起水稻出现各种病症的原因之一可能是通过蛋白P作用于代谢关键酶，干扰细胞的代谢．
故答案为：
（1）核糖体    蛋白质
（2）色氨酸     表达（或“指导合成”） 
（3）逆转录
（4）RNA聚合酶
（5）不能合成组氨酸和亮氨酸（组氨酸和亮氨酸合成未被激活）   组氨酸、色氨酸、亮氨酸    与蛋白P相互作用
（6）通过蛋白P作用于代谢关键酶，干扰细胞的代谢

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中的相关细节，能结合题中和图中信息准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查．