解题思路:第一步:目的基因的获取
(1)目的基因是指:编码蛋白质的结构基因.
(2)原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法.
(3)PCR技术扩增目的基因
①原理:DNA双链复制
②过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成.
第二步:基因表达载体的构建
(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用.
(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质.
②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端.
③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素基因.
第三步:将目的基因导入受体细胞
(1)转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程.
(2)常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等.
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术.此方法的受体细胞多是受精卵.
将目的基因导入微生物细胞:
(3)重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达.
第四步:目的基因的检测和表达
(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术.
(2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交.
(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交. (4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定.如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状.
(5)基因文库:是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中通过克隆而储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因,叫做基因文库.建立基因文库的目的就是为获得大量的目的基因作准备.如果基因文库中含有一种生物的所有基因,这个基因文库就叫基因组文库.
(1)由于质粒在切割前是一个环状DNA分子,因此上面没有游离的磷酸基团;当质粒被切割后形成了两个末端各有1个游离的磷酸基团,故共有2个游离的磷酸基团.
(2)SmaⅠ酶切位点越多,表示G和C这一对碱基对所占的比例就超高,而G和C之间含有三个氢键,故其热稳定性超高.
(3)质粒抗生素抗性基因为标记基因,由图可知,标记基因和外源DNA目的基因中 均含有SmaI酶切位点,都可以被SmaI酶破环,故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA.
(4)构建含目的基因的重组质粒A时,选用 BamhHI 和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割,这样使目的基因两端的黏性末端不同,可以防止含目的基因的外源DNA片段自身环化,同理,也可以防止质粒自身环化.
(5)为了使目的基因和质粒之间的磷酸二脂键相连,需要用DNA连接酶相连接.
(6)抗生素抗性基因是一种抗性基因,抗性基因是为了鉴别和筛选目的基因是否导入到受体细胞内.
(7)由于分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入大肠杆菌内,然后所给的培养基应为蔗糖为唯一含碳源的培养基.
故答案为:
(1)0、2
(2)高
(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
(5)DNA连接
(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞
(7)蔗糖为唯一含碳营养物质
点评:
本题考点: 基因工程的原理及技术.
考点点评: 本题以抗病香蕉味素材,考查基因工程和植物组织培养的相关知识,意在考查考生的理解能力、识记能力和应用能力.