Question

【題目】棉花種植過程中常因棉鈴蟲啃食葉片而減產(chǎn)。蘇云金芽孢桿菌能產(chǎn)生具有殺蟲能力的Bt 毒蛋白。科研人員將Bt 毒蛋白基因作為目的基因?qū)�入普通棉株�?xì)胞內(nèi)， 培育出了能抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。下圖為制備抗蟲棉的基本流程，①～⑤表示相關(guān)的操作。請回答下列問題：

（1）步驟①中，利用 PCR技術(shù)擴(kuò)增 Bt毒蛋白基因時，需要根據(jù) Bt 毒蛋白基因兩端的部分核苷酸序列設(shè)計___________。

（2）步驟②構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要用到 ECoR I 和 BamH I 兩種_________酶對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割，酶切后形成的目的基因兩端的黏性末端_____（填“相同”或“不相同”），以防止自身環(huán)化。切割后的產(chǎn)物還需要用____酶進(jìn)行連接。

（3）步驟③中需先用____處理農(nóng)桿菌以便將基因表達(dá)載體導(dǎo)入其中。

（4）步驟④中，可通過____技術(shù)檢測愈傷組織細(xì)胞中是否含有 Bt毒蛋白，若未檢測出 Bt 毒蛋白，則可能的原因是________。

（5）分別用普通棉花植株和轉(zhuǎn)基因棉花植株的葉片飼喂棉鈴蟲，若出現(xiàn)_____結(jié)果，說明抗蟲棉對棉鈴蟲表現(xiàn)出一定的抗性。

Answer 1

【答案】引物 限制 不相同 DNA連接 Ca2+ 抗原抗體雜交 Bt毒蛋白基因未能導(dǎo)入棉花愈傷組織細(xì)胞（或在棉花愈傷組織細(xì)胞中未表達(dá)或未轉(zhuǎn)錄或未翻譯） 轉(zhuǎn)基因棉花葉片被啃食的程度比普通棉花輕，或啃食轉(zhuǎn)基因棉花的棉鈴蟲死亡率更高或生長更緩慢

【解析】

分析題圖：題圖表示抗蟲棉的培育過程，其中①獲取目的基因，②表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，是基因工程的核心步驟；③表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④表示采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。

（1）步驟①為獲取目的基因，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Bt毒蛋白基因時，需要根據(jù)Bt毒蛋白基因兩端的部分核苷酸序列設(shè)計引物。
（2）步驟②構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要用到ECoRI和BamHI兩種限制酶對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割，酶切后形成的目的基因兩端的黏性未端不相同，以防止自身環(huán)化。切割后的產(chǎn)物還需要用DNA連接酶將磷酸二酯鍵連接起來。
（3）步驟中，微生物細(xì)胞作為受體細(xì)胞時，需要鈣離子處理使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細(xì)胞，因此過程③中需先用Ca2+（或CaCl2）處理農(nóng)桿菌以便將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)胞。
（4）步驟④中，可通過抗原-抗體雜交技術(shù)檢測愈傷組織細(xì)胞中是否含有Bt毒蛋白，若未檢測出Bt毒蛋白，則可能是由于Bt毒蛋白基因未能導(dǎo)入棉花愈傷組織細(xì)胞（或在棉花愈傷組織細(xì)胞中未表達(dá)或未轉(zhuǎn)錄或未翻譯）。
（5）分別用普通棉花植株和轉(zhuǎn)基因棉花植株的葉片飼喂棉鈴蟲，若出現(xiàn)轉(zhuǎn)基因棉花葉片被啃食的程度比普通棉花輕，或啃食轉(zhuǎn)基因棉花的棉鈴蟲死亡率更高或生長更緩慢結(jié)果，說明抗蟲棉對棉鈴蟲表現(xiàn)出一定的抗性。