Question

微生物及基因工程據(jù)統(tǒng)計，維生素A缺乏每年導(dǎo)致67萬名五歲以下兒童死亡．因此科學(xué)家研發(fā)了一種通過基因工程使得稻米的食用部分胚乳含有維生素A的前體--胡蘿卜素的大米，胡蘿卜素在人體內(nèi)會轉(zhuǎn)化成維生素A，可以緩解人體維生素A缺乏．這種大米因胡蘿卜素含量極高因而呈現(xiàn)金黃色，被稱為“黃金大米”．黃金大米的制作過程應(yīng)用了根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法進行轉(zhuǎn)基因操作，將能夠合成胡蘿卜素的酶的基因重組后導(dǎo)入大米的基因組中，具體原理如圖1所示．

（1）圖1原理中X表示

 

；Y過程表示

 

．
（2）圖1中Z過程需要用到的植物激素是

 

（多選）
A．生長激素   B．細(xì)胞分裂素  C．赤霉素  D．脫落酸  E．乙烯   F．吲哚乙酸
根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)基因需要利用根癌農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒完成，如圖是Ti質(zhì)粒的具體組成．（T-DNA區(qū)大小約17kb）
（3）若將圖3質(zhì)粒用限制酶I與限制酶II進行完全酶切（各個片段大小不一致），并用凝膠電泳分離酶切后的片段，則電泳結(jié)果應(yīng)為如圖4（箭頭為電泳方向）中的

 

．將胡蘿卜素基因整合進入Ti質(zhì)粒時，使用限制酶II進行酶切后進行連接，當(dāng)整合后的Ti質(zhì)粒進入農(nóng)桿菌后，需要對農(nóng)桿菌進行培養(yǎng)，下表為培養(yǎng)農(nóng)桿菌用的YEB培養(yǎng)基．

牛肉膏	酵母膏	蛋白胨	蔗糖	MgSO4?7H2O	水	瓊脂	pH
5g	1g	5g	5g	0.4g	1L	15g	7.4

（4）據(jù)表分析農(nóng)桿菌的同化作用類型為

 

型．
（5）該培養(yǎng)基從物理形態(tài)上分應(yīng)屬于

 

培養(yǎng)基．培養(yǎng)基配制完成后需要進行高壓蒸汽滅菌，其條件是

 

．
（6）由表中可知，該培養(yǎng)基含有下列營養(yǎng)成分中的

 

（多選）
A．碳源    B．氮源     C．無機鹽    D．生長因子
（7）為了篩選符合條件的農(nóng)桿菌，可以在培養(yǎng)基中加入卡那霉素進行篩選．則可以在此培養(yǎng)基中生存的農(nóng)桿菌類型為

 

．

（8）根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)基因原理如圖5所示．當(dāng)植物受傷時會產(chǎn)生一種信號分子，該信號會作用于農(nóng)桿菌細(xì)胞表面的

 

．試分析接受信號分子后農(nóng)桿菌將T-DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞的過程：

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲��； ②基因表達載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測與鑒定．
基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟，其組成為：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因．
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)

解答： 解：（1）圖1原理中X表示通過構(gòu)建基因表達載體形成的重組質(zhì)粒；Y過程表示將重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌．
（2）圖1中Z過程表示植物組織培養(yǎng)，需要用到的植物激素是生長素和細(xì)胞分裂素．
（3）由于T-DNA區(qū)大小約17kb，所以將圖3質(zhì)粒用限制酶I與限制酶II進行完全酶切（各個片段大小不一致），并用凝膠電泳分離酶切后的片段，則電泳結(jié)果應(yīng)為如圖4中的A．
（4）據(jù)表分析，由于培養(yǎng)農(nóng)桿菌用的YEB培養(yǎng)基有牛肉膏、蛋白胨和蔗糖等有機碳源，所以農(nóng)桿菌的同化作用類型為異養(yǎng)型．
（5）由于培養(yǎng)農(nóng)桿菌用的YEB培養(yǎng)基中加入了瓊脂，所以該培養(yǎng)基從物理形態(tài)上分應(yīng)屬于固體培養(yǎng)基．培養(yǎng)基配制完成后需要進行高壓蒸汽滅菌，其條件是1.05kg/cm²，121℃，15～30min．
（6）培養(yǎng)農(nóng)桿菌用的YEB培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分有水、碳源、氮源、無機鹽和生長因子．
（7）由于質(zhì)粒中含有卡那霉素抗性基因，所以在培養(yǎng)基中加入卡那霉素進行篩選，結(jié)果可以在此培養(yǎng)基中生存的農(nóng)桿菌類型為導(dǎo)入未重組的Ti質(zhì)粒農(nóng)桿菌及導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌．
（8）根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)基因原理如圖5所示．當(dāng)植物受傷時會產(chǎn)生一種信號分子，該信號會作用于農(nóng)桿菌細(xì)胞表面的受體．
接受信號分子后農(nóng)桿菌將T-DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞的過程為：
①激活vir區(qū)表達蛋白裝配成通道復(fù)合體．
②激活vir區(qū)表達蛋白以誘導(dǎo)T-DNA區(qū)形成T復(fù)合體通過通道復(fù)合體進入植物細(xì)胞后整合進入植物基因組DNA．
故答案為：
（1）重組質(zhì)粒      重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌
（2）BF
（3）A
（4）異養(yǎng)
（5）固體      1.05kg/cm²，121℃，15～30min
（6）ABCD
（7）導(dǎo)入未重組的Ti質(zhì)粒農(nóng)桿菌及導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌
（8）受體      ①激活vir區(qū)表達蛋白裝配成通道復(fù)合體．②激活vir區(qū)表達蛋白以誘導(dǎo)T-DNA區(qū)形成T復(fù)合體通過通道復(fù)合體進入植物細(xì)胞后整合進入植物基因組DNA

點評：本題考查了基因工程的相關(guān)知識，要求考生能夠識記基因工程的操作步驟，識記PCR技術(shù)的步驟以及利用的熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶；識記基因表達載體的組成；識記目的基因的檢測與鑒定的相關(guān)知識．