Question

5．科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因．其技术过程如图（图中的■代表基因前的启动子，启动子是基因（gene）的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度．启动子就像“开关”，决定基因的活动．）据图1回答：
（1）loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段，是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成，自身不会表达，插入质粒后也不影响原有基因的表达，其碱基序列如下：
Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的限制酶．从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的基因重组．
（2）将重组质粒导入到植物细胞后，通过脱分化和再分化两个过程可以形成完整的植株．作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上．
（3）经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是抗除草剂基因可能转移到杂草中．经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子．由于抗除草剂基因前没有了启动子的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果经Cre酶处理后，发现抗除草剂基因反向连接在质粒-上，则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是C．
A．两个都是正向       B．两个都是反向      C．一个正向一个反向      D．与方向无关．

Answer 1

分析 1、限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．
2、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．
3、胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞．另一方面，在体外培养条件下，ES细胞可不断增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可以进行某些遗传改变．

解答 解：（1）限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的限制酶．从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的基因重组．
（2）将重组质粒导入到植物细胞中的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，其中最常用的方法是农杆菌转化法．由于抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上，故抗除草剂基因可以用于检测目的基因是否导入成功．
（3）经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是抗除草剂基因可能转移到杂草中．经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子．基因表达载体的组成包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．由于抗除草剂基因前没有了启动子的原因，因此抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．据图分析，如果经Cre酶处理后，发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上，则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是一个正向一个反向．故选：C．
故答案为：
（1）限制酶          基因重组
（2）脱分化      再分化        抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上
（3）抗除草剂基因可能转移到杂草中    抗除草剂基因前没有了启动子
（4）C

点评 本题考查基因工程和细胞工程的相关知识，要求考生能够识记基因工程的原理、工具以及操作步骤等，识记植物组织培养过程，对转基因生物的安全性具有一定的认识．