Question

绿色荧光蛋白（GFP）能在荧光的激发下发岀绿色荧光，该特性可用于检测细胞中目的基因的表达。核基因RNZ编码的核糖核酸酶能催化tRNA的加工，叶绿体中也含有该种酶。为研究叶绿体中的核糖核酸酶是否由核基因RNZ控制合成，科研人员将核基因RNZ与GFP基因连接形成RNZ-GFP融合基因，该融合基因编码的蛋白质同时具有两种蛋白的特性。

（1）将RNZ-GFP融合基因和质粒在_____酶作用下构建成RNZ-GFP融合基因表达载体，利用该基因表达载体可实现对水稻细胞的_____。

（2）RNZ-GFP融合基因表达载体的受体细胞最好选择水稻幼苗的_____    （填分生区或成熟区）细胞，原因是_____。将导入RNZ—GFP融合基因的水稻细胞培养成完整植株时需要的条件有_____（答岀两点即可）。

（3）用适宜波长的荧光照射叶绿体，叶绿体会发岀红色荧光。用荧光照射转基因水稻细 胞，若观察到_________，即可证明分布在叶绿体中的核糖核酸酶是由核基因RNZ控制合成的。为了使实验结果更严谨，本实验还应将_____导入到生理状况相同的水稻幼苗细胞作为对照，观察到的现象是_____。

Answer

限制酶和DNA连接 转化 分生区 分生区细胞分化程度低，分裂能力强，全能性更容易表达 无菌、一定的营养和激素条件、适宜的温度等 红色荧光和绿色荧光区域重合（或绿色荧光在红色荧光区域内） 只含GFP基因的表达载体 红色荧光和绿色荧光区域不重合

【解析】

1、获取目的基因（从基因组文库中获取或、利用PCR技术扩增目的基因）；

2、基因表达载体的构建（这也是基因工程的核心），构建过程需要限制酶和DNA连接酶的作用；

3、将目的基因导入受体细胞（植物、动物、微生物）；

4、目的基因的检测与鉴定 （DNA分子杂交技术,分子杂交技术、抗原抗体杂交）。

（1）根据题意可知，RNZ与GFP基因连接形成RNZ-GFP融合基因作为目的基因，质粒属于基因工程中的载体，二者连接构建基因表达载体，该步骤需要限制酶和DNA连接酶的作用，将目的基因导入受体细胞并使其在受体细胞中维持稳定和表达的过程即为转化。

（2）将基因表达载体导入植物细胞，由于植物细胞具有全能性，可以选择植物体细胞作为受体细胞，分生区细胞与成熟区细胞相比，分生区细胞分化程度低，分裂能力强，全能性更容易表达，因此一般选择分生区细胞作为受体细胞。将导入RNZ—GFP融合基因的水稻细胞培养成完整植株需要植物组织培养技术，植物组织培养的条件包括：需要在无菌的条件下进行、需要一定的营养物质和植物激素、以及需要适宜的温度等外界环境条件。

（3）根据题意可知，融合基因编码的蛋白质同时具有两种蛋白的特性，即可以同时能够合成核糖核酸酶和绿色荧光蛋白，使得细胞发出绿色荧光；且用适宜波长的荧光照射叶绿体，叶绿体会发岀红色荧光。若叶绿体中的核糖核酸酶是由核基因RNZ控制合成的，则叶绿体中同时存在核糖核酸酶和绿色荧光蛋白，在荧光照射下会出现红色荧光和绿色荧光区域重合的现象。根据题意可知，该实验的目的是研究叶绿体中的核糖核酸酶是否由核基因RNZ控制合成，则实验的自变量是核基因RNZ的有无，因此为了使实验结果更严谨，应该设置对照实验，即将只含GFP基因的表达载体导入到生理状况相同的水稻幼苗细胞作为对照，观察到的现象是红色荧光和绿色荧光区域不重合。