Question

“黄金大米”是一种新型转基因大米，其β-胡萝卜素的含量是普通大米的23倍，因大米抛光后呈现黄色而得名。通过转基因技术将胡萝卜素转化酶体系转入到大米胚乳中获得“黄金大米”的培育流程如图所示。请回答下列问题：（已知酶Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—）

（1）在基因工程中使用的载体除图中质粒外，还有________________等，图中基因Ⅰ、Ⅱ的作用是________________________________________________。

（2）图中涉及的酶Ⅰ或酶Ⅱ主要是从________中分离纯化出来的。据图分析，在构建基因表达载体c的过程中，质粒需用________（限制酶Ⅰ或限制酶Ⅱ）进行切割。

（3）图中通过过程a、b获取目的基因的方法是________法，该方法获得的目的基因________（“含”、“不含”）启动子。若过程d用到了农杆菌转化法，则目的基因插入的c的位置应该是________________。

（4）为检测水稻细胞是否表达出胡萝卜素转化酶，用到的检测方法是________。过程e获得符合要求的个体需要用到的植物激素是________。

Answer

λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择（作为标记基因，鉴别受体细胞是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来） 原核生物 限制酶Ⅰ 反转录（逆转录） 不含 Ti质粒的T-DNA上 抗原-抗体杂交 生长素和细胞分裂素

【解析】

1、从题中可看出酶I只能切割—G↓GATCC—，酶II不仅能切割—↓GATC—，也能切割—G↓GATCC—。为了把目的基因完整的提取，需把目的基因两侧的磷酸二酯键切断，所以目的基因用限制酶II切割。质粒只能切开一个切口，所以质粒用限制酶I切割。

2、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，其组成为：目的基因+启动子+终止子+标记基因。

3、分子水平上检测目的基因：

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。

（1）在基因工程中使用的载体除图中质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。图中基因Ⅰ、Ⅱ为标记基因，标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

（2）图中涉及的酶Ⅰ或酶Ⅱ均为限制性核酸内切酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。如果质粒用酶Ⅱ处理，那么基因Ⅰ和基因Ⅱ都会被切断，质粒变成了两段线性序列，用限制酶Ⅰ切割只能在基因Ⅱ上切开一个切口，所以质粒用限制酶Ⅰ切割。

（3）由题图可知a为转录，b为逆转录，因此该过程获取目的基因的方法为逆转录（反转录）法。采用反转录的方法得到的目的基因不含内含子和启动子。若过程d用到了农杆菌转化法，则需要将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上。

（4）由分析可知，检测水稻细胞是否表达出胡萝卜素转化酶，用到的检测方法是抗原-抗体杂交。过程e为植物组织培养过程，需要用到的植物激素是生长素和细胞分裂素。