Question

铝在土壤中常以铝酸盐的形式存在，可造成土壤酸化而影响植物生长。铝能抑制植物根尖细胞的分裂，破坏根组织。某植物甲的根毛细胞的细胞膜上存在苹果酸通道蛋白（ALMT），该通道蛋白能将苹果酸转运到细胞外来缓解铝毒。可将控制ALMT的基因导入不耐铝的植物中，最终获得耐铝植物。请回答下列问题：

（1）下表是运载体上出现的几种限制酶的识别序列及切割位点。用表中的限制酶切割DNA后能形成相同黏性末端的是_____。

限制酶	识别序列和切割位点
EcoR I	G^1AATTC
BamH I	G^1GATCC
HindIII	A^1AGCTT
Xho I	C^1TCGAG
Nde I	CA^1TATG
Sal I	G^1TCGAC

（2）欲获得ALMT基因的cDNA，科研人员从_______细胞中获取总mRNA，在相应酶作用下获得多种cDNA，再利用ALMT基因制作出特异性________，通过PCR方法得到ALMT基因的cDNA。

（3）启动子是_______识别并结合的位点，能调控目的基因的表达。ALMT基因的启动子有两种类型，其中α启动子能使ALMT基因在酸性土壤的诱导下表达，β启动子能使ALMT基因高效表达而无需酸性诱导。在获得转ALMT基因耐铝植物时应使用_______启动子，不使用另外一种启动子的原因是_____________________。

（4）科研人员采用农杆菌转化法，首先将ALM基因导入植物细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上，再通过_____技术成功获得了耐铝植株。若将一株耐铝植株与普通植株杂交，得到的后代中耐铝植株：普通植株约为3：1，则可判断这株耐铝植株细胞至少转入了_____个ALMT基因，转入的基因在染色体上的位置关系是：______；若使这株耐铝植株自交，后代中耐铝植株：普通植株约为_______。

Answer

Xho I与Sal I 植物甲的根（根毛）细胞 引物 RNA聚合酶 α β启动子可使植物根细胞持续转运有机酸，导致正常土壤酸化，并影响植物自身的生长 植物组织培养 2 分别位于两条非同源染色体上 15：1

【解析】

基因工程技术的基本步骤：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。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。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。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）根据图示中限制酶的识别序列和酶切位点可判断XhoI与SalI切割DNA后都能形成TCGA的黏性末端。

（2）根据“某植物甲的根毛细胞的细胞膜上存在苹果酸通道蛋白（ALMT）”可知，ALMT基因在根毛细胞中表达，所以欲获得ALMT基因的cDNA，科研人员应从植物甲的根（根毛）细胞中获取总mRNA，在相应酶作用下获得多种cDNA，再利用ALMT基因制作出特异性的引物，通过PCR方法得到ALMT基因的cDNA。

（3）启动子是RNA聚合酶特异性识别并结合的位点，能调控目的基因的表达。ALMT基因的启动子有两种类型，其中α启动子能使ALMT基因在酸性土壤的诱导下表达，β启动子能使ALMT基因高效表达而无需酸性诱导。铝在土壤中常以铝酸盐的形式存在，可造成土壤酸化而影响植物生长，而α启动子能使ALMT基因在酸性土壤的诱导下表达，则在获得转ALMT基因耐铝植物时应使用α启动子，不使用另外一种启动子的原因是β启动子可使植物根细胞持续转运有机酸，导致正常土壤酸化，并影响植物自身的生长。

（4）科研人员采用农杆菌转化法，首先将ALM基因导入植物细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上，再通过植物组织培养技术成功获得了耐铝植株。若将一株耐铝植株与普通植株杂交，由于该杂交相当于测交，所以若得到的后代中耐铝植株：普通植株约为3：1，则可判断这株耐铝植株细胞至少转入了2个ALMT基因，且转入的基因分别位于两条非同源染色体上；若使这株耐铝植株（基因型相当于AaBb，A和B均为ALMT基因）自交，后代中耐铝植株：普通植株约为15：1。