Question

【题目】Ⅰ．转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如图所示（①至④代表过程，A至C代表结构或细胞）。请据图回答：

（1）图中①过程用到的酶是_____________，所形成的B叫做_____________。

（2）②过程常用_____________处理农杆菌，使之成为____________细胞，利于完成转化过程。

（3）图中③过程需要用到的激素是_____________。

Ⅱ．黄瓜花叶病毒（CMV）是能侵染多种植物的RNA病毒，可危害番茄的正常生长并造成减产，研究人员通过农杆菌介导将该病毒外壳蛋白的cDNA导入番茄植株中，成功获得抗CMV的番茄植株。

（1）获得CMV的RNA后，需在_____________的催化下才能合成CMV外壳蛋白的cDNA。

（2）获得cDNA后，需先通过一定方法将其插入到农杆菌的________________片段中，然后将番茄子叶切段与该农杆菌共同培养，以实现对番茄细胞的转化。

（3）将经共同培养后的番茄外植体接种于含有卡那霉素和青霉素的选择培养基上培养一段时间，只有部分外植体生出愈伤组织。研究人员据此确定这些生出愈伤组织的外植体都已成功导入了cDNA，你认为他们做出以上判断的理由是________________________________。

（4）要想确定转基因番茄已经成功表达出CMV外壳蛋白，需要进行_______________________实验。

（5）若要验证转基因番茄具有较好的抗CMV能力，请写出实验设计思路：_____________________。转基因番茄自交，子代中抗性植株与敏感植株数量之比接近3：1，由此可以得出的结论是___________________（答出两点）。

Answer 1

【答案】DNA连接酶 基因表达载体（或者重组质粒） CaCl2溶液（或者Ca2+） 感受态 生长素和细胞分裂素 逆转录酶 Ti质粒的T-DNA 重组表达载体同时含有卡那霉素抗性基因和青霉素抗性基因，只有成功导入了重组质粒的外植体才能在含有卡那霉素和青霉素的选择培养基上生出愈伤组织 抗原-抗体杂交 用CMV分别感染转基因番茄与未转基因的番茄，一段时间后观察结果，分析两组番茄的抗性 目的基因已经整合到受体细胞的染色体上、获得的转基因亲本为杂合子

【解析】

1、分析题图：①表示基因表达载体的构建过程；②将目的基因导入受体细胞（农杆菌转化法）；③④表示植物组织培养过程，其中③是脱分化过程、④是再分化过程．图中A是目的基因、B是基因表达载体（由启动子、终止子、目的基因和标记基因等部分构成）、C是愈伤组织。

2、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。

Ⅰ．（1）①表示基因表达载体的构建过程，需用DNA连接酶将目的基因和运载体（质粒）连接形成重组质粒。B是基因表达载体，由启动子、终止子、目的基因和标记基因等部分构成。

（2）将目的基因导入微生物细胞时，常用CaCl2（Ca2+）处理微生物细胞（农杆菌），使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞，利于重组质粒进入微生物细胞（农杆菌）。

（3）图中③过程为脱分化，需要用到的激素是生长素和细胞分裂素。

Ⅱ．（1）以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录，该过程需要逆转录酶的催化。

（2）农杆菌转化法的原理是：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。因此获得cDNA后，需先通过一定方法将其插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA片段中，然后将番茄子叶切段与该农杆菌共同培养，以实现对番茄细胞的转化。

（3）重组表达载体同时含有卡那霉素抗性基因和青霉素抗性基因，只有成功导入了重组质粒的外植体才能在含有卡那霉素和青霉素的选择培养基上生出愈伤组织，据此可知生出愈伤组织的外植体都已成功导入了cDNA。

（4）检测目的基因是否表达产生相应的蛋白质，需要进行抗原-抗体杂交实验。

（5）若要验证转基因番茄具有较好的抗CMV能力，可用CMV分别感染转基因番茄与未转基因的番茄，一段时间后观察结果，分析两组番茄的抗性。转基因番茄自交，子代中抗性植株与敏感植株数量之比接近3：1，符合基因分离定律，由此可以得出的结论是目的基因已经整合到受体细胞的染色体上，获得的转基因亲本为杂合子。