Question

5．科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草．如图是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点．请分析回答下列问题．

（1）在该过程中，研究人员首先获取了抗盐基因（目的基因），并采用PCR技术对目的基因进行扩增，扩增时需要在反应体系中加人DNA模板、热稳定DNA聚合酶（耐高温的DNA聚合酶或Taq酶）、引物核苷酸原料等．
（2）用图中的质粒和目的基因构建取组成质粒，不能使用Smal酶切割，原因是SmaⅠ酶会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因．图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，应选用BamHⅠ和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割．
（3）为了确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位索标记的抗盐基因（目的基因）作探针进行分子水平的检测，又要在个体水平上鉴定，后者的具体方法是将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐度的土壤中，观察该烟草植株的生长状态（用一定浓度的盐水浇灌该转基因烟草幼苗，观察该烟草植株的生长状态）．

Answer 1

分析 分析题图：图示是转基因抗盐烟草的培育过程，其中①表示含有目的基因的外源DNA分子；②表示质粒；③表示基因表达载体的构建过程；④表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞；⑤表示脱分化过程；⑥表示再分化过程．

解答 解：（1）在植物基因工程操作过程中，研究人员首先获取了抗盐基因（目的基因），并可以采用PCR（聚合酶链式反应）技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件有：两种引物、酶（耐热的DNA聚合或热稳定性的DNA聚合酶）、原料（4种脱氧核苷酸）、模板（目的基因的两条脱氧核苷酸链）．
（2）由图可知，使用SmaI酶切割，将会破坏质粒的抗性基因（标记基因），同时也会破坏目的基因片段，因此用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子时，不能使用SmaⅠ酶切割．标记基因和外源DNA目的基因中均含有EcoRⅠ酶切位点，用该酶切割，再在DNA连接酶的作用下，可形成3种环状产物，即外源DNA自身连接、质粒自身连接、外源DNA和质粒连接，因此为了防止目的基因的外源DNA片段和质粒自身环化，应选用BamHI和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割，这样使目的基因两端的黏性末端不同，可以防止自身环化．
（3）为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，有分子水平的检测，也有个体水平的鉴定．分子水平的检测中，利用用射性同位素标记的抗盐基因（或目的基因）作探针进行分子杂交检测；个体水平上鉴定中，将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态．
故答案为：
（1）PCR      热稳定DNA聚合酶（耐高温的DNA聚合酶或Taq酶）   引物
（2）SmaⅠ酶会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因          BamHⅠ和HindⅢ
（3）抗盐基因（目的基因）      将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐度的土壤中，观察该烟草植株的生长状态（用一定浓度的盐水浇灌该转基因烟草幼苗，观察该烟草植株的生长状态）

点评 本题结合图解，考查基因工程的原理及技术，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，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．