Question

【題目】美國(guó)食品藥品管理局于2018年5月24日宣布，經(jīng)過(guò)基因改造的黃金大米可以安全食用。據(jù)此，飽受非議的黃金大米終于得到公眾的認(rèn)可。已知維生素A缺乏會(huì)導(dǎo)致夜盲癥，β一胡蘿卜素會(huì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成維生素A。黃金大米是通過(guò)基因工程向水稻細(xì)胞轉(zhuǎn)入三種酶基因(如圖38)，其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β－胡蘿卜素而呈現(xiàn)金黃色。回答下列問(wèn)題：

(1)已知酶A基因來(lái)自細(xì)菌，酶B基因來(lái)自玉米，酶D基因來(lái)自其他植物，與細(xì)菌基因相比，植物基因特有的結(jié)構(gòu)是___________；圖示三種基因的本質(zhì)區(qū)別是___________。構(gòu)建上述基因組合，需用到的酶是______________________。

(2)提取農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，將上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Ti質(zhì)粒的相關(guān)片段中就可整合到水稻染色體DNA上，原因是______________________。已知農(nóng)桿菌對(duì)多數(shù)單子葉植物沒(méi)有感染能力，那么如何使農(nóng)桿菌感染單子葉植物水稻呢?______________________。

(3)將成功導(dǎo)入上述基因的水稻細(xì)胞置于培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)___________兩個(gè)過(guò)程可獲得幼苗，幼苗在長(zhǎng)大成熟后，所結(jié)種子的胚乳將富含___________。該技術(shù)的成功，說(shuō)明了_________________________________。

Answer 1

【答案】內(nèi)含子 堿基排列順序不同 限制酶(或限制性核酸內(nèi)切酶)和DNA連接酶 T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上， 在人工受傷的水稻細(xì)胞上涂抹酚類化合物 脫分化、再分化 β一胡蘿卜素 DNA可以從原核生物轉(zhuǎn)移到真核生物，基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位，所有生物的基因的表達(dá)過(guò)程是相同的

【解析】

本題以圖文結(jié)合為情境，考查學(xué)生對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、基因工程的基本操作程序、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過(guò)程等相關(guān)知識(shí)的識(shí)記和理解能力。

(1) 細(xì)菌為原核生物，其基因的編碼區(qū)是連續(xù)的，無(wú)內(nèi)含子；植物細(xì)胞為真核細(xì)胞，其基因的編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的，有內(nèi)含子�？梢�(jiàn)，與細(xì)菌基因相比，植物基因特有的結(jié)構(gòu)是內(nèi)含子�；�因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，圖示三種基因的本質(zhì)區(qū)別是堿基排列順序不同。構(gòu)建上述基因組合，先要使用限制酶分別切割含有上述三種基因的DNA片段，再用DNA連接酶將獲得的上述三種基因進(jìn)行連接，即需用到的酶是限制酶(或限制性核酸內(nèi)切酶)和DNA連接酶。

(2) 農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA，可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，據(jù)此，提取農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，將上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使上述結(jié)構(gòu)整合到水稻染色體DNA上。農(nóng)桿菌能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，而對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒(méi)有感染能力；當(dāng)植物體受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞。可見(jiàn)，在人工受傷的水稻細(xì)胞上涂抹酚類化合物，就能使農(nóng)桿菌感染單子葉植物水稻。

(3) 成功導(dǎo)入上述基因的水稻細(xì)胞，需借助植物組織培養(yǎng)技術(shù)，將其置于培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)脫分化、再分化兩個(gè)過(guò)程可獲得幼苗；該幼苗在長(zhǎng)大成熟后，由于酶A基因和酶B基因的成功表達(dá)，導(dǎo)致所結(jié)種子的胚乳富含β一胡蘿卜素。該技術(shù)的成功，說(shuō)明了DNA可以從原核生物轉(zhuǎn)移到真核生物，基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位，所有生物的基因的表達(dá)過(guò)程是相同的。