Question

14．科研人員從荒漠植物中成功克隆抗旱功能基因培育出抗旱耐鹽堿和耐貧瘠能力明顯的轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿新品系，它的研究成功對改良與利用大面積鹽荒地、改善生態(tài)環(huán)境以及促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義．結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題．

（1）題目中“克隆”是指PCR技術(shù)，其原理為DNA復(fù)制．
（2）圖1為某種常用質(zhì)粒的序列圖，LacZ基因編碼的酶能使無色的X-gal變?yōu)樗{(lán)色，Amp^t為氨芐青霉素抗性基因．圖2為目的基因的序列及其相關(guān)限制酶的識(shí)別序列．科研人員欲用BamHⅠ和Bg1Ⅱ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后，篩選成功導(dǎo)入目的基因的重組質(zhì)粒，培養(yǎng)基中應(yīng)加入的物質(zhì)有X-gal和氨芐青霉素，構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)需要的工具酶有限制酶、DNA連接酶．
（3）紫花苜蓿為雙子葉植物，常用的導(dǎo)入目的基因的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（4）在對轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行個(gè)體水平的檢測時(shí)，需將該植株栽培于干旱、鹽堿和貧瘠環(huán)境中，以觀察其生長狀況．
（5）欲大規(guī)模的推廣新品系，科研人員將轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿的胚狀體制備成人工種子．
（6）在西北某些地區(qū)出現(xiàn)“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，是因?yàn)榘l(fā)展中整體性原理失調(diào)造成的．

Answer 1

分析 基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）題目中說的“克隆”實(shí)際上指的是PCR技術(shù)，即在分子水平上克隆DNA分子．PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制．
（2）用BamHⅠ和Bg1Ⅱ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后，質(zhì)粒上的LacZ基因被破壞，而氨芐青霉素基因沒有被破壞，其中LacZ基因編碼的酶能使無色的X-gal變?yōu)樗{(lán)色．因此篩選成功導(dǎo)入目的基因的重組質(zhì)粒時(shí)，培養(yǎng)基中應(yīng)加入的物質(zhì)有X-gal和氨芐青霉素．構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，首先需要用同種限制酶切割含有目的基因的外源DNA和運(yùn)載體，其次需要用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組質(zhì)粒．
（3）將目的基因?qū)�入雙子葉植物常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（4）對于目的基因的檢測與鑒定，可以進(jìn)行分子水平的檢測，也可以進(jìn)行個(gè)體水平的鑒定，進(jìn)行個(gè)體水平上的鑒定時(shí)，需將該植株栽培于干旱、鹽堿和貧瘠環(huán)境中，以觀察其生長狀況．
（5）人工種子是指通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子．
（6）在西北某些地區(qū)出現(xiàn)“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，是因?yàn)榘l(fā)展中整體性原理失調(diào)造成的．整體性原理是在生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)要考慮自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的整體影響．
故答案為：
（1）PCR     DNA復(fù)制
（2）X-gal     限制酶、DNA連接酶
（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
（4）干旱、鹽堿和貧瘠
（5）胚狀體    
（6）整體性

點(diǎn)評 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)；識(shí)記植物組織培養(yǎng)的過程及相關(guān)應(yīng)用；識(shí)記生態(tài)工程的基本原理，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確判斷各選項(xiàng)．