Question

科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下（图中的■代表基因前的启动子），据图回答：

（1）loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段，是有两个13个喊基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成，自身不会表达，插入质粒后也不影响原有基因的表达，其碱基序列如下：

Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的_____________酶。从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的_____________。

（2）将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是_______________________。基因表达载体的基本元素有_____________、_____________、_____________和_____________。作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原因是_____________。

（3）经检测成功后，抗除草剂基因己没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是________。经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于_____的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。

Answer

限制酶 基因重组 农杆菌转化法 启动子 目的基因 终止子 标记基因 抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上 抗除草剂基因可能转移到杂草中 抗除草剂基因前没有了启动子

【解析】试题分析：结合题意和Cre酶处理前后的图解过程对比分析，Cre酶处理相当于基因工程中限制酶的作用，将双链DNA中特定部位3，5-磷酸二酯键切割，使原来重组质粒一中两段loxP序列分开，得到不同DNA片段再发生重新连接，各自含有一段loxP序列。对比得到的质粒二可知，目的基因——抗除草剂基因虽然存在，但没有启动子，这样的目的基因在受体细胞内即便存在也不能表达。

（1）Cre酶可以切割3，5-磷酸二酯键，将DNA分子切割成若干片段，功能类似于限制性核酸内切酶（限制酶）。Cre酶改变质粒的方式是将DNA链断裂，再重新组合连接，形成新的DNA分子，相当于基因重组。

（2）将重组质粒导入细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法等，其中导入到植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法。基因表达载体的基本组成部件（元素）有启动子、目的基因、终止子和标记基因。抗除草剂基因可以作为标记基因，检测目的基因是否导入成功，是因为抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达。如果表现出抗除草剂性状，则说明目的基因成功导入。

（3）抗除草剂基因如果留在植物体内，可能传播、重组到杂草DNA中，导致杂草抗除草剂，难以清除。由图可知，质粒二中缺少启动子，抗除草剂基因无法正常表达。

【点睛】本题关键要结合题意和Cre酶处理图解分析，得出Cre酶的作用和切出的质粒二与质粒一的关键差别。