Question

【題目】玉米是世界上的第三大糧食作物，廣泛種植于世界各地。研究表明，轉基因抗蟲玉米中的細菌BT基因能表達一種毒蛋白，這種毒蛋白能有效殺死玉米螟（一種農業害蟲）。請回答下列問題：

（1）BT基因在基因工程中稱為_________。在基因表達載體中，除了要有BT基因外，還必須有啟動子、終止子和______。若將BT基因插入到Ti質粒的_________上，通過農桿菌的轉化作用，就可以使其導入玉米細胞并將其插入到玉米細胞中的染色體上。

（2）PCR是利用__________ 的原理，在利用PCR技術擴增BT基因時，需要提供模板、原料、引物、______等條件，將模板DNA加熱至9095℃ 的目的是__________。

（3）BT基因與載體結合過程中需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶。若某限制酶的識別序列和切點是，請畫出目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端_______。DNA連接酶對所連接的兩端堿基序列__________(填“有”或“沒有”）專一性要求，定性地檢測BT基因的“表達”產物可采用____________________的方法。

（4）為了防止抗蟲玉米通過花粉傳播帶來的生態學問題，科研小組考慮將抗蟲基因導入到玉米根尖細胞的__________中以防止基因污染，同時在大規模種植的抗蟲玉米田中設置一個或多個避難所種植普通玉米，目的是_______________。

Answer 1

【答案】目的基因 標記基因 T－DNA DNA雙鏈復制 熱穩定DNA聚合酶/Taq酶 使BT基因（受熱后）解開為單鏈 沒有 抗原－抗體雜交 線粒體 延緩抗毒蛋白的玉米螟出現（或減緩害蟲抗性基因頻率增加的速度）

【解析】

1、將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法．
2、目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
3、基因表達載體的構建：
①過程：用同一種限制酶切割目的基因和運載體，再用DNA連接酶將目的基因和運載體連接形成重組DNA分子．
②目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在并且可以遺傳給下一代并表達和發揮作用．
③基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因
（1）啟動子在基因的首段，它是RNA聚合酶的結合位點，能控制著轉錄的開始；
（2）終止子在基因的尾端，它控制著轉錄的結束；
（3）標記基因便于目的基因的鑒定和篩選．

（1）根據題干意思，BT基因為目的基因；基因表達載體，需要目的基因、啟動子、終止子以及標記基因；若將BT基因插入到Ti質粒的T-DNA上，通過農桿菌的轉化作用，就可以使其導入玉米細胞并將其插入到玉米細胞中的染色體上。

（2）PCR是利用DNA雙鏈復制的原理，在利用PCR技術擴增BT基因時，需要提供模板、原料、引物、耐高溫Taq酶等條件，將模板DNA加熱至9095℃ 的目的是解旋即使BT基因（受熱后）解開為單鏈。

（3）根據堿基互補配對原則，目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端為，DNA連接酶作用位點是磷酸二酯鍵，故沒有專一性，定性地檢測BT基因的“表達”產物可采用抗原-抗體雜交的方法。

（4）為了防止抗蟲玉米通過花粉傳播帶來的生態學問題，科研小組考慮將抗蟲基因導入到玉米根尖細胞的線粒體中以防止基因污染，同時在大規模種植的抗蟲玉米田中設置一個或多個避難所種植普通玉米，目的是延緩抗毒蛋白的玉米螟出現（或減緩害蟲抗性基因頻率增加的速度）。