Question

人类酸性成纤维细胞生长因子（）在转基因植物中的表达量普遍较低。某科研小组将增强子（增强它所调节基因的转录频率），序列（提高mRNA的稳定性）等表达控制元件添加到构建的含有基因的基因表达载体中，并将其导入紫花苜蓿细胞中。下图表示操作的基本过程，质粒外面标注了限制酶酶切位点，质粒里面标注了相关的结构和基因（其中代表卡那霉素抗性基因）。请回答下列问题。

（1）为在植物中高效表达人类酸性成纤维细胞生长因子（），通过基因改造，将原来的精氨酸密码子AGA改变为植物偏好的密码子CGG，由此发生的变化有_____________（从下列选项中选择：①及基因均发生改变 ②序列改变 ③编码的DNA热稳定性降低 ④运输精氨酸的tRNA发生改变）

（2）②过程使用的限制酶是_____________。X、Y、Z三个酶切位点中，_____________的酶切位点与其他两点不同。

（3）通过过程②将质粒2的一部分整合在质粒3的T-DNA中的目的是_____________。

（4）为提高质粒4的导入率，③过程常使用_____________处理农杆菌；进行④过程前，需提取农杆菌DNA，通过PCR进行基因扩增，鉴定其是否含目的基因，其引物设计的依据是_____________。

（5）长大后的转基因紫花苜蓿的表达量明显提高的原因可能是_____________、_____________。

Answer

①② XbaI、EcoRI Z 将目的基因插入植物细胞染色体的DNA中，使其遗传特性得以稳定维持和表达 Ca2+ 目的基因的碱基序列 提高了aFGF基因转录的频率 提高了翻译的效率

【解析】

基因工程技术的基本步骤：（1）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。（2）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。（3）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。（4）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）①由于将密码子有AGA改为CGG，因此DNA分子双链将有TCT//AGA变为GCC//CGG，基因将发生改变，并且编码的氨基酸发生改变，所以及基因均发生改变，①正确；

②由于对基因发生了改造，所以序列改变，②正确；

③发生改变后，G//C对的数目增加，DNA分子的热稳定增加，③错误；

④运输精氨酸的tRNA分子未发生改变，④错误。

故选①②。

（2）比较质粒2、质粒3，相同的限制酶切位点有XbaI、EcoRI，为了防止质粒环化，所以②过程使用的限制酶是XbaI、EcoRI；所以Y、Z分别是KpnI、XhoI的酶切位点，①过程使用的限制酶是KpnI、XhoI，所以X是KpnI的酶切位点因此X、Y、Z三个酶切位点中，Z的酶切位点与其他两点不同。

（3）将目的进插入T-DNA的目的是使目的基因进入植物细胞，并将其插入植物细胞染色体的DNA中，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。

（4）将重组质粒导入微生物，常用Ca2+处理微生物；PCR引物设计的依据是目的基因的碱基序列。

（5）由于通过转基因技术转入了增强子（增强它所调节基因的转录频率），序列（提高mRNA的稳定性）等表达控制元件，增强子提高了aFGF基因转录的频率，植物偏好的密码子合成的aFGF基因及polyA序列提高了翻译的效率，所以可以提高的表达量。