Question

1．科學(xué)家通過基因工程，成功培育出能抗棉鈴蟲的棉花植株--抗蟲棉，其過程大致如圖所示．

（1）細(xì)菌的基因之所以能“嫁接”到棉花細(xì)胞內(nèi)，原因是組成細(xì)菌和植物的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成相同．
細(xì)菌的基因到棉花細(xì)胞內(nèi)能“表達(dá)”，說明不同生物共用一套遺傳密碼．
（2）為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因，可用PCR技術(shù)技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，其原理是DNA復(fù)制．
（3）目的基因獲取之后，需要進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建（此步驟是基因工程的核心），其組成必須有啟動子、終止子、目的基因、以及標(biāo)記基因等．
（4）Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中是利用了T-DNA的可轉(zhuǎn)移特點．“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞過程可表示為抗蟲基因→RNA→毒蛋白．
（5）上述過程中，將目的基因?qū)�入棉花�?xì)胞內(nèi)使用了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，這種導(dǎo)入方法較經(jīng)濟(jì)、有效．目的基因能否在棉株體內(nèi)表達(dá)其遺傳特性還需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是DNA分子雜交技術(shù)、分子雜交技術(shù)．
（6）在抗蟲棉培育過程中，受體細(xì)胞如果采用愈傷組織細(xì)胞，與采用葉肉細(xì)胞相比較，其優(yōu)點是全能性高，該過程采用的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)．

Answer 1

分析 1、基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取，②基因表達(dá)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．其中核心步驟為基因表達(dá)載體的構(gòu)建；其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代并表達(dá)和發(fā)揮作用．
2、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：
①農(nóng)桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對單子葉植物沒有感染力；Ti質(zhì)粒的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體上．
②轉(zhuǎn)化：目的基因插人Ti質(zhì)粒的T-DNA上$\stackrel{轉(zhuǎn)入}{→}$農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→目的基因整合到植物細(xì)胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)．

解答 解：（1）細(xì)菌的基因之所以能“嫁接”到棉花細(xì)胞內(nèi)，原因是：①組成細(xì)菌和植物的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成相同，②有互補(bǔ)的堿基序列．細(xì)菌的基因到棉花細(xì)胞內(nèi)能“表達(dá)”，說明不同生物共用一套遺傳密碼．
（2）為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因，可用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，其原理是DNA復(fù)制．
（3）目的基因獲取之后，需要進(jìn)行基因工程的核心步驟，即基因表達(dá)載體的構(gòu)建；其組成必須有啟動子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等．
（4）Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中是利用了T-DNA的可轉(zhuǎn)移特點．“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”抗害蟲的遺傳信息傳遞過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，可表示為抗蟲基因$\stackrel{轉(zhuǎn)錄}{→}$RNA$\stackrel{翻譯}{→}$毒蛋白．
（5）上述過程中，將目的基因?qū)�入棉花�?xì)胞內(nèi)使用了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，這種導(dǎo)入方法較經(jīng)濟(jì)、有效．目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵是目的基因是否插入到受體細(xì)胞染色體DNA上，還需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是DNA分子雜交技術(shù)和分子雜交技術(shù)．
（6）在抗蟲棉培育過程中，受體細(xì)胞如果采用愈傷組織細(xì)胞，與采用葉肉細(xì)胞相比較，其優(yōu)點是全能性高，該過程采用的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)．
故答案為：
（1）組成細(xì)菌和植物的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成相同     不同生物共用一套遺傳密碼
（2）PCR技術(shù)    DNA復(fù)制
（3）基因表達(dá)載體的構(gòu)建     啟動子   終止子
（4）可轉(zhuǎn)移       抗蟲基因→RNA→毒蛋白
（5）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化   DNA分子雜交技術(shù)   分子雜交技術(shù)
（6）全能性高        植物組織培養(yǎng)

點評 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培養(yǎng)過程圖，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、工具及操作步驟，掌握各步驟中應(yīng)注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息答題．