Question

【題目】胡蘿卜素是一種常見的食品添加劑，美國、日本等國通過轉基因技術培育出一種黃金大米。將同時含有酶A、酶B、酶D這三種酶基因的表達載體導入水稻細胞。已知酶A基因來自細菌，酶B基因來自玉米，酶D基因來自其他植物，其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β-胡蘿卜素而呈現金黃色，請回答下列問題：

（1）酶A、B、D基因遺傳信息不同的原因是___________________________。

（2）科學家獲取酶A、B、D基因的方法各不相同，酶A基因是通過PCR獲得，PCR的前提是設計引物，需要引物的原因是_____________________________。酶B基因是從cDNA文庫中獲得，即從高效表達___________________（填生物）細胞中獲取mRNA，通過反轉錄獲取cDNA，構建cDNA文庫；酶D作為標記基因，其作用是________________________________________________。

（3）要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，檢測的方法是用________________作為探針，與______________________________結合，若結果顯示雜交帶，表明目的基因插入到染色體DNA上。

（4）若控制酶B基因有1656個堿基對，下圖表示篩選獲得的受體細胞中編碼酶B的mRNA的部分堿基序列（已知：起始密碼子為AUG，GUG；終止密碼子為UAA，UAG，UGA）

圖中框內mRNA片段包含了___________個密碼子，如框后的序列未知，預測框后的第一個密碼子最多__________種。

Answer 1

【答案】脫氧核苷酸（堿基）排列順序（數量）不同 DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能沿著3’延伸DNA鏈，因此，DNA復制需要引物 玉米 鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來 放射性同位素標記的目的基因 轉基因生物的基因組DNA 7 13

【解析】

基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）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。

（4）目的基因的檢測與鑒定：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；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）遺傳信息是指DNA分子中特定的堿基序列，酶A、B、D基因遺傳信息不同的原因是堿基的排列順序不同。

（2）PCR是體外擴增DNA的常用技術，由于DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能沿著3’延伸DNA鏈，因此，DNA復制需要引物，故進行PCR的前提是設計引物。由于酶B基因來自玉米，故從cDNA文庫中獲得酶B基因時，即從高效表達的玉米細胞中獲取mRNA，通過反轉錄獲取cDNA，構建cDNA文庫；標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。

（3）檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，檢測的方法是用放射性同位素標記的目的基因作為探針，與轉基因生物的基因組DNA結合，若結果顯示雜交帶，表明目的基因插入到染色體DNA上。

（4）密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基。圖示方框內起點序列AUG為起始密碼子，按照每相鄰三個堿基為一個密碼子、決定一個氨基酸可知，方框內的序列沒有終止密碼子，為7個密碼子。因為框后第一個密碼子首字母是U，后面兩位可能組合的種類數是4×4=16種，除去三個終止密碼UAA、UAG、UGA，故最多有13種密碼子。