Question

【題目】科學家從某細菌中提取抗凍基因，轉入番茄并培育出抗凍番茄。下圖是轉抗凍基因番茄的培育過程，含抗凍基因的DNA片段和質粒上的箭頭表示相關限制酶的酶切位點。分析回答問題：

(1)若要獲得抗凍基因，可以從細菌中提取；也可以通過分析抗凍蛋白____________的序列推測基因的結構，進而人工合成抗凍基因。對獲得的抗凍基因可用____________技術進行擴增。

⑵上述兩種途徑獲得的抗凍基因____________ (填“是”或“否”)一定相同，原因是________________________________________________________________________。

(3)用圖中的質粒和抗凍基因構建重組質粒，不能使用SmaI酶切割，原因是______________。圖中①②過程為防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環化，應選用_____________酶對外源DNA、質粒進行切割。

(4)圖中過程⑤表示______________________________。

Answer 1

【答案】氨基酸 PCR 否 密碼子的簡并性 SmaI會破壞質粒的抗凍基因和外源DNA的抗凍（目的）基因 EcoRI和HindIII 脫分化

【解析】

分析題圖：①表示含目的基因的DNA片段，②表示載體，③表示構建基因表達載體的過程，④表示將目的基因導入受體細胞，⑤表示脫分化過程，⑥表示再分化過程。由于抗凍基因和質粒上的抗性基因內部有SmaI酶切割位點，因此不能選擇SmaI酶切割目的基因和質粒。

(1)獲取的目的基因的方法包括從基因文庫中獲取、PCR技術擴增和人工化學合成，采用人工化學合成時，可通過分析抗凍蛋白的氨基酸序列推測基因的結構，進而人工合成抗凍基因，進而通過PCR技術進行擴增。

⑵由于密碼子的簡并性等原因，從細菌中提取獲得的目的基因和通過分析抗凍蛋白氨基酸的序列推測出基因不一定相同。

(3)由圖可知，使用SmaI酶切割，將會破壞質粒的抗性基因（標記基因），同時也會破壞目的基因片段，因此不能使用SmaⅠ酶切割。

質粒中有三種酶的切割位點，而且不能使用SmaⅠ酶切割，因此可從EcoRⅠ酶和HindⅢ酶選擇。若只用EcoRⅠ酶切割，則質粒和目的基因的末端相同，容易發生自身環化，若同時用EcoRⅠ酶和HindⅢ酶對外源DNA和質粒進行切割，這樣使目的基因兩端的黏性末端不同，可以防止自身環化。

(4)圖中過程⑤表示番茄細胞經過脫分化過程形成愈傷組織的過程。