Question

【题目】胡萝卜素是一种常见的食品添加剂，美国、日本等国通过转基因技术培育出一种黄金大米。将同时含有酶A、酶B、酶D这三种酶基因的表达载体导入水稻细胞。已知酶A基因来自细菌，酶B基因来自玉米，酶D基因来自其他植物，其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β-胡萝卜素而呈现金黄色，请回答下列问题：

（1）酶A、B、D基因遗传信息不同的原因是___________________________。

（2）科学家获取酶A、B、D基因的方法各不相同，酶A基因是通过PCR获得，PCR的前提是设计引物，需要引物的原因是_____________________________。酶B基因是从cDNA文库中获得，即从高效表达___________________（填生物）细胞中获取mRNA，通过反转录获取cDNA，构建cDNA文库；酶D作为标记基因，其作用是________________________________________________。

（3）要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，检测的方法是用________________作为探针，与______________________________结合，若结果显示杂交带，表明目的基因插入到染色体DNA上。

（4）若控制酶B基因有1656个碱基对，下图表示筛选获得的受体细胞中编码酶B的mRNA的部分碱基序列（已知：起始密码子为AUG，GUG；终止密码子为UAA，UAG，UGA）

图中框内mRNA片段包含了___________个密码子，如框后的序列未知，预测框后的第一个密码子最多__________种。

Answer 1

【答案】脱氧核苷酸（碱基）排列顺序（数量）不同 DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能沿着3’延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物 玉米 鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 放射性同位素标记的目的基因 转基因生物的基因组DNA 7 13

【解析】

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。

（1）遗传信息是指DNA分子中特定的碱基序列，酶A、B、D基因遗传信息不同的原因是碱基的排列顺序不同。

（2）PCR是体外扩增DNA的常用技术，由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能沿着3’延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物，故进行PCR的前提是设计引物。由于酶B基因来自玉米，故从cDNA文库中获得酶B基因时，即从高效表达的玉米细胞中获取mRNA，通过反转录获取cDNA，构建cDNA文库；标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

（3）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，检测的方法是用放射性同位素标记的目的基因作为探针，与转基因生物的基因组DNA结合，若结果显示杂交带，表明目的基因插入到染色体DNA上。

（4）密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。图示方框内起点序列AUG为起始密码子，按照每相邻三个碱基为一个密码子、决定一个氨基酸可知，方框内的序列没有终止密码子，为7个密码子。因为框后第一个密码子首字母是U，后面两位可能组合的种类数是4×4=16种，除去三个终止密码UAA、UAG、UGA，故最多有13种密码子。