Question

2009年10月，我國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“華恢1號”獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書．圖甲表示該抗蟲水稻主要培育流程，據(jù)圖回答：

（1）④過程應(yīng)用的主要生物技術(shù)是

 

．
（2）殺蟲基因（crylA）是人們根據(jù)幾種Bt毒蛋白的分子結(jié)構(gòu)，設(shè)計并人工合成的，這屬于

 

工程技術(shù)范疇．
（3）組建理想的載體需要對天然的質(zhì)粒進(jìn)行改造．下圖是天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖（示部分基因及部分限制性內(nèi)切酶作用位點），據(jù)圖乙分析：
①人工改造時，要使抗蟲基因表達(dá)，還應(yīng)插入

 

．
②人工改造時用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質(zhì)粒上的

 

（基因），保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會引起細(xì)胞的無限分裂和生長；第二，使質(zhì)粒帶有單一限制酶作用位點，有利于

 

．第三，使質(zhì)粒大小合適，可以提高轉(zhuǎn)化效率等．
③若用限制酶Ⅰ分別切割改造過的理想質(zhì)粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構(gòu)成重組Ti質(zhì)粒．分別以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)已成功導(dǎo)入抗蟲基因的水稻胚細(xì)胞，觀察到的細(xì)胞生長的現(xiàn)象是

 

．科學(xué)家預(yù)言，此種“轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻”獨立種植若干代以后，將出現(xiàn)不抗蟲的植株，此現(xiàn)象來源于

 

．
（4）由于重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率

 

．所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行

 

操作．
（5）為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因繼續(xù)改良上述抗蟲水稻．
①獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶作用于圖丙中的

 

處，DNA連接酶作用于

 

處．（填“a”或“b”）
②將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、

 

法和

 

法．
③為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的

 

作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用

 

方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術(shù),植物培養(yǎng)的條件及過程

專題：

分析：分析圖解，圖甲中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，②表示重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，③表示土壤農(nóng)桿菌感染水稻細(xì)胞，④表示利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物．
圖乙中，基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子和終止子．標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來．啟動子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)．
圖丙中，表示雙鏈DNA的片段，a表示磷酸二酯鍵，b表示氫鍵．

解答： 解：（1）④過程表示利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物．
（2）蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種心的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程．
（3）①啟動子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)．
②圖中看出，tms基因能夠編碼生長素，tmr基因能夠編碼細(xì)胞分裂素，這兩種激素能夠促進(jìn)植物的生長．因此人工改造時用限制酶Ⅰ處理，其目的之一是除去或破壞質(zhì)粒上的tmr、tms，保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會引起細(xì)胞的無限分裂和生長；另外只有一個插入位點，也有利于目的基因（或外源DNA）準(zhǔn)確插入．
③若用限制酶Ⅱ切割改造過的理想質(zhì)粒，質(zhì)粒上的抗四環(huán)素的標(biāo)記基因（tet）就會破壞，所以以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)后，在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長．此種“轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻”獨立種植若干代以后，將出現(xiàn)不抗蟲的植株，此現(xiàn)象來源于基因突變．
（4）由于重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率低．所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行篩選操作．
（5）①獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶作用于圖丙中的a磷酸二酯鍵處，DNA連接酶作用于a磷酸二酯鍵處．
②將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法．
③為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的耐鹽基因（目的基因）作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性．
故答案為：
（1）植物組織培養(yǎng)
（2）蛋白質(zhì)
（3）①啟動子  
②tms和tmr     目的基因（或外源DNA）準(zhǔn)確插入
③在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長     基因突變
（4）低      篩選
（5）①a　    a　
②基因槍、花粉管通道　
③耐鹽基因（目的基因）　一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）

點評：本題考查了基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生析圖能力和理解能力，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識與觀點做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力，難度適中．考生要能夠識記基因工程中的工具酶、基因表達(dá)載體的組成；在分析圖解時找準(zhǔn)限制酶切割位點；掌握目的基因檢測與鑒定的方面并進(jìn)行運(yùn)用．