Question

科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因），其中①—④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图作答：

（1）在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割。该酶的特点                        。

为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用限制酶            对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，然后用                 将它们连接起来。

（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有        作为标记基因。

（3）研究人员通常采用          法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用                技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。

（4）利用组织培养技术将导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄组织细胞培育成植株。图中③、④依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的       、         过程。在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入            。同时，在培养过程中,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证              。

（5）与植物组织培养的培养基相比,用于动物细胞培养的培养液除含有水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外,通常还要添加               。

Answer

(1) 识别特定的DNA序列并在特定位点切割 Pst I、Sam I DNA连接酶

(2)抗氨苄青霉素基因(ampr)

(3)农杆菌转化(或基因枪法等) 抗原-抗体杂交

(4)脱分化 再分化 植物激素 无菌

（5)动物血清

【解析】（1）基因工程中，限制酶具有特异性，能够识别特定的DNA序列并在特定位点切割。在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，然后用DNA连接酶将它们连接起来。

（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因。

（3）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法，所以研究人员通常采用农杆菌转化法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。目的基因表达产物是蛋白质，可以用抗原-抗体杂交进行检测。

（4）图中③④分别指脱分化和再分化过程。组织培养过程中，培养基除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外,通常还要添加植物激素，同时必须保证操作过程无菌。

（5）动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同，动物培养液需要加入动物血清。

【考点定位】基因工程、植物组织培养

【名师点睛】据图分析，①表示基因表达载体的构建，②表示将目的基因导入受体细胞，③表示脱分化，④表示再分化．应该选用PstⅠ、SmaⅠ限制酶，分别对鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割．切割下来的鱼抗冻蛋白基因左侧是SmaI的切口，右侧是PstI的切口，粘性末端不同，这样切出的目的基因（鱼抗冻蛋白基因）不会发生自生环化现象，质粒的处理同上。