Question

17．科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长．质粒上有Pst I、Sma  I、HindⅢ、Alu I等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（amp^r为抗氨苄青霉素基因），其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞．请据图回答：

（1）在构建基因表达载体时，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ分别对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，切割后产生的DNA片段分别为4和2种．
（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体I中含有抗氨苄青霉素基因（ampr）作为标记基因．
（3）通常采用抗原-抗体杂交技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质．
（4）利用组织培养技术特含鱼的抗冻蛋白基因的番茄组织细胞培育成植株．图中③、④依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的脱分化、再分化过程．

Answer 1

分析 结合题意分析图解：鱼的抗冻蛋白基因上具有三种限制酶切割位点，PstⅠ酶的切割位点存在于目的基因的两侧，SmaⅠ酶的切割位点存在于目的基因的左侧，而AluⅠ酶的切割位点存在于目的基因的中央，因此不宜选用AluⅠ酶．
质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，在选择限制酶时一般选择同种限制酶，以便形成相同的黏性末端．
其中①～④分别表示：基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、脱分化、再分化．

解答 解：（1）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段，而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段．
（2）能在含氨苄青霉素的培养基中细胞具有抗氨苄青霉素基因，故基因表达载体Ⅰ中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因．
（3）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法．
（4）植物组织形成愈伤组织的过程是脱分化，而愈伤组织经再分化形成胚状体．
故答案为：
（1）PstⅠ、SmaⅠ含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒　4、2
（2）抗氨苄青霉素基因（ampr）　
（3）抗原-抗体杂交　
（4）脱分化、再分化

点评 本题具有一定的难度，属于考纲中理解层次的要求，考查了基因工程的工具酶、目的基因导入受体细胞以及利用植物组织培养技术培养转基因植株的相关知识，解答的难点是能够根据目的基因和质粒上的切割位点选择合适的限制酶．