Question

如图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI、SamI的酶切位点，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI、SamI在内的多种酶的酶切位点。外源DNA插入到amp^R或tct^R中会导致相应的基因失活（amp^R表示氨苄青霉素抗性基因，tct^R表示四环素抗性基因）。回答下列问题：

（1）目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些_________。在基因工程中使用的载体除质粒外，还有___________、动植物病毒等，它们来源不同，在大小、结构、复制以及插入片段大小上也有很大差别。

（2）一般为避免在构建重组质粒时出现自身环化，该质粒用限制酶切割时应该用________酶进行切割，切割过程中消耗了___________个水分子。目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称之为_____________________。构建出来的基因表达载体在受体细胞内表达时，RNA聚合酶识别和结合位点是____________。

（3）若将此质粒用EcolR I酶切割后，与用EcolR I酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌（大肠杆菌本身不含该质粒），结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。其中，可在含氨苄青霉素的培养基上生存下来的大肠杆菌是____________，能在同时含氨苄青霉素和四环素的培养基上生存的是______________。

（4）假如该质粒载体为来自土壤农杆菌的Ti质粒，将其携带的抗虫基因整合到某植物细胞的染色体DNA上，将该细胞通过植物组织培养技术培育成植株后，发现其并无抗虫特性，其可能的原因是__________（答出1种情况即可）

Answer

具有调控作用的因子 λ噬菌体的衍生物 EcoRI、BamHI酶 4 转化 启动子（或P） 含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的 含有质粒载体 抗虫基因并未表达（或未转录或未翻译）；抗虫基因表达的水平极低或产生的抗虫蛋白没有活性

【解析】试题分析：用EcoRI酶切出的目的基因和质粒具有相同的黏性末端，如果放在一起加入DNA连接酶，则可出现3种连接结果．载体自身形成的连接物能重新形成完整的tetR基因，具有抗四环素的特点，其他连接物中tetR基因被限制性内切酶破坏，不再具有抗四环素的特点；在整个操作过程中，ampR基因保持完整，载体（质粒）自身连接形成的连接物和目的基因-载体连接物（重组质粒）都具有抗青霉素的特性。

（1）目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。基因工程中运输目的基因的载体，常见的有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒。

（2）根据题干信息和图形分析，目的基因两端有EcoRI酶切点和BamHI酶切点，在质粒载体上也有这两种酶的切点，所以可以用这两种酶切出非同源性互补末端来阻止其他连接。切割质粒时有两个切点，破坏了4个磷酸二酯键，所以消耗了4分子的水。转化指的是目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，启动转录过程。

（3）含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌都含有氨苄青霉素抗性基因，所以都可以在氨苄青霉素的培养基上生存下来，其中能在同时含氨苄青霉素和四环素的培养基上生存的是含有质粒载体的大肠杆菌。

（4）转基因技术获得的植物没有抗虫特性，可能是基因没有选择性表达，有可能抗虫基因表达的水平极低或产生的抗虫蛋白没有活性。

【点睛】本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或的能力．学生基因工程工具原理的应用理解不到位，特别是2种工具酶与获取目的基因和表达载体之间的联系与拓展。