Question

研究人员欲对双子叶植物拟芥兰叶片中某种蛋白质进行改造，使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物。请回答：

（1）科研人员从上述预期蛋白质的功能出发，设计_____结构，然后推测相应目的基因的_____序列，最终人工合成出目的基因。

（2）在进行转基因操作之前，需要先对该基因表达产物的_____进行鉴定。

（3）使用农杆菌的_____作为载体，有利于将目的基因整合到拟芥兰细胞染色体的DNA上。构建表达载体步骤中常用两种能产生不同黏性末端的限制酶对运载体进行切割，这样做的意图是_____。

（4）在_____和人工控制的条件下，将上述拟芥兰细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生_____、丛芽，最终形成转基因拟芥兰植株。

（5）在转基因植株附近放置微量的_____，从个体生物学水平鉴定出目的基因成功表达的转基因植株。

Answer

预期蛋白质 脱氧核苷酸 功能 Ti质粒 防止质粒（运载体）自身环化 无菌 愈伤组织 黄色炸药挥发分子（或黄色炸药）

【解析】

蛋白质工程基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。以上是蛋白质工程特有的途径；以下为基因工程的一般步骤：

（1）蛋白质工程的基本途径为：从预期蛋白质的功能出发，设计预期蛋白质的空间（或三维）结构，然后推测相应目的基因的脱氧核苷酸序列，最终人工合成出目的基因。

（2）基因工程的目的是获得目的基因控制的性状，所以在进行转基因操作之前，需要先对该基因表达产物的功能进行鉴定。

（3）农杆菌中的Ti质粒上的T﹣DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T﹣DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到拟芥兰细胞中染色体的DNA上。由于同种限制酶切割的质粒或目的基因的两端黏性末端相同，容易形成自体连接，出现环化。所以构建表达载体步骤中常用两种能产生不同黏性末端的限制酶对运载体进行切割，这样做的意图是防止质粒（运载体）自身环化。

（4）将转基因受体细胞培育成植株需要采用植物组织培养技术，该技术是指在无菌和人工控制的条件下，将上述拟芥兰细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生愈伤组织，再诱导其再分化形成胚状体，最终形成转基因拟芥兰植株。

（5）根据题干信息“使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物”可知，在转基因植株附近放置黄色炸药，从个体生物学水平鉴定出目的基因成功表达的转基因植株。