Question

【題目】類產(chǎn)堿假單胞菌殺蟲蛋白不易被蝗蟲體內(nèi)蛋白酶降解，是一種安全的細(xì)菌殺蟲蛋白。某研究小組將類產(chǎn)堿假單胞菌殺蟲蛋白基因（ppip）導(dǎo)入牧草中獲得了抗蝗蟲牧草品種。

（1）ppip基因，還有一些抗病基因，抗除草劑基因等都是用來提高植物的_______能力。該研究小組檢查基因工程是否做成功的一步是_______________，其中目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是________。

（2）下圖是該研究小組設(shè)計(jì)的 T-DNA 元件示意圖。

①攜帶ppip的T-DNA 導(dǎo)入植物細(xì)胞的方法是_____________；T-DNA 發(fā)揮的功能是_____________________。

②將被檢材料用含有底物（X-Gluc）的緩沖液浸泡，若組織細(xì)胞表達(dá)出GUS，該酶就可將X-Gluc水解生成藍(lán)色產(chǎn)物，從而使被檢材料顯藍(lán)色。如下圖所示。

研究發(fā)現(xiàn)天然植物體內(nèi)無GUS，根據(jù)T-DNA元件示意圖，請思考gus基因（β-葡萄糖苷酸酶基因）在植物基因表達(dá)載體中作為___________；選取該基因的原理是____________________。

Answer 1

【答案】抗逆 目的基因的檢測與鑒定 檢測轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入了目的基因 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 將攜帶的ppip轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上 標(biāo)記基因 天然植物體內(nèi)無GUS，不能催化X-Gluc產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物；若目的基因成功導(dǎo)入受體細(xì)胞，與其相連的標(biāo)記基因表達(dá)的GUS可催化X-Gluc產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物。因此可以通過有無藍(lán)色產(chǎn)物來鑒定目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。

【解析】

基因工程的基本操作程序

第一步：目的基因的獲取：原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成，人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。

第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建

第三步：將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，常用的轉(zhuǎn)化方法：

將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等；

將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)。

第四步：目的基因的檢測和表達(dá)。

（1）ppip是一種殺蟲蛋白，使植株具有抗蟲的特性，和抗病基因，抗除草劑基因等都是用來提高植物的抗逆能力；基因工程是否成功的第一步是目的基因的檢測與鑒定；目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是檢測轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入了目的基因。

（2）①將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法通常是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，T-DNA將攜帶的ppip轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上

②由于GUS可以將X-Gluc水解生成藍(lán)色產(chǎn)物，所以gus基因在運(yùn)載體中作為標(biāo)記基因，其原因天然植物體內(nèi)無GUS，不能催化X-Gluc產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物；若目的基因成功導(dǎo)入受體細(xì)胞，與其相連的標(biāo)記基因表達(dá)的GUS可催化X-Gluc產(chǎn)生藍(lán)色產(chǎn)物。因此可以通過有無藍(lán)色產(chǎn)物來鑒定目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。