Question

【題目】R7是家蠶體內的一種小分子非編碼RNA，可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列(3′UTR)結合，進而影響基因的表達。為研究R7是否影響家蠶基因B(調控家蠶眼睛發育)的表達，科研人員將基因B中對應3′UTR的DNA片段與熒光素酶基因(R7不影響熒光素酶基因的表達)重組后導入家蠶胚胎細胞觀察其表達結果。請回答下列問題：

（1）利用________技術擴增基因B中對應3′UTR的DNA片段，應先依據___________合成引物。若對一個含基因B的DNA擴增n代，則共需消耗________對引物。

（2）圖甲中對應3′UTR的DNA片段應插入到位點__________，原因是______。重組載體中的熒光素酶基因在基因工程中作為________。

（3）科研人員分別從實驗組和對照組細胞中提取蛋白質，經處理檢測后獲得相對熒光值(在適宜條件下，熒光素酶可催化熒光素發生氧化反應并發出熒光)，其結果如圖乙所示。

①實驗組為將重組載體導入含R7的家蠶胚胎細胞中，對照組1的處理為將含有熒光素酶基因的表達載體(不含對應3′UTR的DNA片段)導入含R7的家蠶胚胎細胞中，則對照組2的處理應為_______________________________________________________。

②依據實驗結果可推知，R7影響基因B的表達，即通過遵循________________原則，R7與基因B所轉錄的mRNA的3′UTR結合，進而________(填“促進”或“抑制”)基因B的表達。

Answer 1

【答案】PCR 該基因的一段核苷酸序列 2n－1 2 目的基因應插入到啟動子與終止子之間，且不能破壞熒光素酶基因 標記基因 將重組載體導入不含(或去除)R7的家蠶胚胎細胞中 堿基互補配對 抑制

【解析】

1、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。①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；②將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；③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。

2、題圖圖甲是基因表達載體的模式圖，包括：啟動子、目的基因、熒光素酶基因（標記基因）、終止子。圖乙可以看出實驗組的相對熒光值較低，而對照組1和對照組2的相對熒光值較高。

（1）利用PCR技術擴增基因B中對應3′UTR的DNA片段，利用PCR技術擴增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物。因此該空白的答案為：應先依據該基因的一段核苷酸序列合成引物。若對一個含基因B的DNA擴增n代，共得到2n個DNA，凈增DNA為2n-1,因此共需消耗的引物為2n－1個。

（2）依題意可知，R7是家蠶體內的一種小分子非編碼RNA，可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列(3′UTR)結合，進而影響基因的表達。也即3′UTR位于某些mRNA的尾端，由于mRNA是以DNA分子的一條鏈為模板轉錄而來的，因此圖甲中對應3′UTR的DNA片段應插入到位點2，原因是目的基因應插入到啟動子與終止子之間，且不能破壞熒光素酶基因，重組載體中的熒光素酶基因在基因工程中作為標記基因。

（3）①由圖乙可知實驗組的相對熒光值較低，而對照組1和對照組2的相對熒光值較高。又因為對照組1的的處理為將含有熒光素酶基因的表達載體(不含對應3′UTR的DNA片段)導入含R7的家蠶胚胎細胞中，說明沒有R7片段的細胞中熒光素酶基因正常表達，相對熒光值較高。實驗組為將重組載體導入含R7的家蠶胚胎細胞中，相對熒光值較低，說明R7抑制了熒光素酶基因的表達。由此可以推測對照組2的處理應為將重組載體導入不含(或去除)R7的家蠶胚胎細胞中。

②基因的表達包括轉錄和翻譯，在轉錄和翻譯的過程中都遵循堿基互補配對原則。依據實驗結果可推知，R7影響基因B的表達，即通過遵循堿基互補配對原則，R7與基因B所轉錄的mRNA的3′UTR結合，進而抑制基因B的表達。