Question

【題目】人類酸性成纖維細胞生長因子（aFGF）在轉基因植物中的表達量普遍較低，某科研小組通過添加增強子（增強它所調節基因的轉錄頻率）、polyA序列（提高mRNA的穩定性）等表達控制元件提高了aFGF基因在紫花苜蓿細胞中的表達量。下圖表示操作的基本過程，質粒外面標注了限制酶酶切位點，質粒里面標注了相關的結構和基因（其中Kanr代表卡那霉素抗性基因）。請回答問題。

（1）①②過程構建重組質粒都需要使用限制酶和___________，限制酶酶XhoⅠ的識別序列是-C↓TCGAG-，aFGF基因被限制酶XhoⅠ切割后形成的黏性末端是____________。

（2）圖中質粒均未標出_________（填結構名稱）；X、Y、Z三個酶切位點中，_________的酶切位點與其他兩點不同。

（3）③過程用________預先處理農桿菌，可提高質粒4的導入率；進行④過程前，需提取農桿菌DNA，通過PCR進行基因擴增，鑒定其是否含目的基因，其設計引物的依據是__________________。

（4）轉化后的紫花苜蓿外植體需經過_________過程才能長成完整植株，若長大后的轉基因紫花苜蓿的aFGF表達量明顯提高，請分析原因: _______________________。

Answer 1

【答案】 DNA連接酶 復制原點 Z Ca2+（或CaCl2） aFGF基因兩端的堿基序列 脫分化、再分化 增強子提高了aFGF 基因轉錄的頻率，植物偏好的密碼子合成的aFGF基因及polyA序列提高了翻譯的效率

【解析】試題分析：本題結合圖解，考查基因工程的相關知識，要求學生識記基因工程的操作步驟及各步驟中需要注意的細節，能正確分析題圖，從圖中提取信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查。基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）重組質粒構建過程中需要使用限制酶和DNA連接酶，限制酶XhoⅠ的識別序列是一C↓TCGAG—，aFGF基因被限制酶XhoⅠ切割后形成的黏性末端是。

（2）圖中質粒標出了啟動子、終止子、抗性標記基因，但沒有標出復制原點；①過程使用的限制酶是KpnI、XhoI ，所以X是KpnI的酶切位點，②過程使用的限制酶是XbaI、EcoRI，所以Y、Z分別是KpnI、XhoI的酶切位點，因此X、Y、Z三個酶切位點中，Z的酶切位點與其他兩點不同。

（3）目的基因導入微生物細胞時，用Ca2+處理可提高轉化率，通過PCR鑒定農桿菌內是否含有aFGF基因，其本質就是要擴增出aFGF基因，所以設計引物的依據是aFGF基因兩端的堿基序列。

（4）外植體在植物組織培養過程中需經過脫分化和再分化才能長成完整植株，因為增強子提高了aFGF基因轉錄的頻率，植物偏好的密碼子合成的aFGF基因及polyA序列提高了翻譯的效率，所以長大后的轉基因紫花苜蓿的aFGF表達量明顯提高。