Question

【题目】玉米是重要的粮食作物，近年来由于虫害频发导致减产严重。研究人员将某细菌的抗虫基因C转入玉米细胞内，成功获得了抗虫转基因玉米。这在一定程度上减少了杀虫剂的使用，提高了作物的产量和质量。请回答下列问题：

（1）与细菌中的C基因相比，从cDNA文库中获取的抗虫基因C不具有__________等调控基因表达的组件。

（2）利用农杆菌转化法将C基因导入玉米体细胞，需先将C基因插入到质粒的T-DNA中，原因是__________。

（3）为培育出抗虫转基因玉米植株，应将__________接种到适宜培养基上。这个细胞先经过__________形成__________，再分化成胚状体，并逐渐发育成完整植物体。

（4）RT-PCR是以mRNA作为模板扩增得到DNA的技术，与传统PCR相比，进行RT-PCR时需额外添加的酶是__________。为检测转基因玉米植株不同部位中C基因在转录水平的表达差异，可分别提取转基因玉米的籽粒、叶、茎、根组织的总RNA，利用RT-PCR技术进行扩增，筛选出高表达C基因的部位，推测其判断指标是__________。

（5）由于科学发展水平的限制，目前对__________及基因的调控机制等都了解得相当有限。因此，在将转基因玉米应用于商业化生产之前，必须对其进行安全性评估。

Answer 1

【答案】启动子、终止子 T-DNA能进入玉米细胞并整合到染色体DNA上 吸引农杆菌对玉米细胞进行侵染 含有C基因的玉米体细胞 脱分化 愈伤组织 逆转录酶 扩增得到DNA的含量 基因的结构、基因间的相互作用

【解析】

1、基因工程的工具：

（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。

（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。

2、基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：

分子水平上的检测：

①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；

②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；

③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。

个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）从cDNA文库中获取的抗虫基因C是由mRNA逆转录而来，不具有启动子、终止子等调控基因表达的组件；

（2）利用农杆菌转化法将C基因导入玉米体细胞，需先将C基因插入到质粒的T-DNA中，原因是农杆菌的Ti质粒上的T-DNA能进入玉米细胞并整合到染色体DNA上，吸引农杆菌对玉米细胞进行侵染；

（3）为培育出抗虫转基因玉米植株，应将含有C基因的玉米体细胞接种到适宜培养基上。这个细胞先经过脱分化形成愈伤组织，再分化成胚状体，并逐渐发育成完整植物体；

（4）与传统PCR相比，进行RT-PCR时需额外添加逆转录酶。分别提取转基因玉米的籽粒、叶、茎、根组织的总RNA，利用RT-PCR技术进行扩增，高表达C基因的部位扩增得到DNA的含量较多，故判断指标是扩增得到DNA的含量；

（5）目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。因此，转基因技术需要进行充分的安全性评估。