Question

2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出突出贡献的科学家．绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能．图1为我国首例绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：

（1）绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程必须用到的生物技术有

 

（至少写出三种）．
（2）图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制性核酸内切酶切取目的基因、切割质粒．限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G^↓GATCC-，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-^↓GATC-．在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点．
①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端（图2）．
②在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？

 

；理由是：

 

．
（3）如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是

 

．获得的转基因克隆猪，可以解决的医学难题是可以

 

．
（4）目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序（图3）是：

 

（用数字表示）．
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成）
④表达出蓝色荧光蛋白．
（5）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的

 

中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的

 

上．
（6）假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性核酸内切酶分别切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶．连接产物至少有

 

种环状DNA分子，它们分别是

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：分析题图：图1为我国首例绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程示意图，其中①表示获取目的基因（绿色．荧光蛋白基因）的过程；②表示基因表达载体的构建过程；③表示将目的基因导入受体细胞．此外还采用了核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术．

解答： 解：（1）由以上分析可知，绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程采用了基因工程、核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植等技术．
（2）①限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G^↓GATCC-，则图2中被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端为：、．
②酶Ⅰ和酶Ⅱ识别序列不同，但切割后产生的黏性末端相同，因此在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端可以连接．
（3）标记基因的作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因．获得的转基因克隆猪，可以解决医学上供体器官不足的难题，同时抑制抗原决定基因的表达或除去抗原决定基因，也可以避免发生免疫排斥反应．
（4）蛋白质工程的操作过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）→基因表达合成相应的蛋白质．因此采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：②①③④．
（5）采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体DNA上．
（6）以大肠杆菌质粒作为运载体，以同一种限制性核酸内切酶分别切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶．连接产物至少有3种环状DNA分子，它们分别是运载体自连得到、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子．
故答案为：
（1）基因工程、核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植等
（2）①
②可以连接，因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）
（3）为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因    避免发生免疫排斥反应
（4）②①③④
（5）T-DNA    染色体DNA
（6）3    运载体自连得到、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子

点评：本题结合我国首例绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程示意图，考查基因工程的原理及技术、核移植技术及胚胎工程技术，重点考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、工具及操作过程，能准确判断图中各步骤的名称及采用的生物技术．