Question

【题目】草甘膦是一种除草剂，科研人员利用基因工程技术获得抗草甘膦转基因水稻。操作过程如下图所示。请回答下列问题：

注：GUS基因表达产物经染色能从无色变成蓝色

（1）构建基因表达载体首先需用能产生不同________的限制性核酸内切酶分别处理草甘膦抗性基因和Ti质粒，这种处理的目的是________________________，再用________________处理。Ti质粒的功能是________________________________________。

（2）用含潮霉素的培养基进行图中筛选1的目的是________________________，筛选2的目的是_________________________。

（3）取某品种水稻的幼胚，先进行________处理，然后接种到含________的培养基中，诱导形成愈伤组织，用于获得目的植株。

（4）将大肠杆菌用Ca2+溶液处理，是否完成了转化？________（填“是”或“否”），理由是________________________________________________________。

Answer 1

【答案】黏性末端 防止经同一种限制酶切割后，具有相同黏性末端的目的基因和目的基因相连接 、Ti质粒和Ti质粒相连接 DNA连接酶 Ti质粒有T-DNA片段，将目的基因整合到受体细胞染色体DNA 获得含基因表达载体的农杆菌 筛选目的基因表达的愈伤组织 消毒 植物激素 否 大肠杆菌用Ca2+溶液处理，只成为了感受态细胞，无目的基因进入受体细胞、维持稳定和进行表达的过程

【解析】

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、目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。

（1）在构建基因表达载体时，为了避免因用同一种限制酶切割后，具有相同黏性末端的目的基因和目的基因相连接 、Ti质粒和Ti质粒相连接的情况出现，所以用能产生不同黏性末端的限制性核酸内切酶分别处理草甘膦抗性基因和Ti质粒，再用DNA连接酶处理以便获得目的基因和质粒正确连接的基因表达载体，Ti质粒有T-DNA片段，能将目的基因整合到受体细胞染色体DNA，这样目的基因就可以随着受体细胞染色体DNA的复制而复制。

（2）为了获得含基因表达载体的农杆菌，根据目的基因表达载体上含有的标记基因，用含潮霉素的培养基进行筛选1，由于含有目的基因表达载体的农杆菌具有对潮霉素的抗性，因此能在该培养基上生长，筛选2的目的是要筛选出目的基因表达的愈伤组织，然后用该愈伤组织经过组织培养获得目的植株。

（3）为获得目的植株，首先取某品种水稻的幼胚进行消毒处理，然后接种到含植物激素的培养基中，诱导形成愈伤组织，然后再分化成目的植株。

（4）大肠杆菌经Ca2+溶液处理之后，成为了感受态细胞，此时细胞处于能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态，因此时无目的基因进入受体细胞、维持稳定和进行表达的过程，故并未完成了转化。