Question

13．馬鈴薯是種植廣泛的農(nóng)作物，病毒侵染后導(dǎo)致產(chǎn)量大幅下降，培育脫毒和抗毒的馬鈴薯品種是提高產(chǎn)量的有效方法．請(qǐng)分析并回答下列問題：
（1）馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒，因此可將馬鈴薯莖尖種在培養(yǎng)基中，經(jīng)過人工培養(yǎng)獲得脫毒苗．培養(yǎng)基中添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素（填激素名稱），誘導(dǎo)離體細(xì)胞經(jīng)過脫分化、再分化過程完成組織培養(yǎng)，從而形成脫毒苗．
（2）為獲得抗病毒的馬鈴薯植株，往往采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將病毒復(fù)制酶基因轉(zhuǎn)到馬鈴薯體內(nèi)．其過程大致如圖所示：

①上述過程中，將目的基因?qū)�入馬鈴薯細(xì)胞的方法稱為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．該方法先將目的基因插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上，然后通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞并插入到植物細(xì)胞的染色體DNA上．
②導(dǎo)入農(nóng)桿菌時(shí)，首先要構(gòu)建基因表達(dá)載體，這里除了需要工具酶限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶外，還要用Ca²處理土壤農(nóng)桿菌，使之轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)，然后將它們?cè)诰彌_液中混合培養(yǎng)以完成轉(zhuǎn)化過程．
③該轉(zhuǎn)基因馬鈴薯產(chǎn)生的配子中是否一定含有目的基因？不一定．

Answer 1

分析 1、植物組織培養(yǎng)過程是：離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，然后再分化生成根、芽，最終形成植物體．植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性．植物組織培養(yǎng)需要離體培養(yǎng)、無(wú)菌條件，植物激素（生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）、一定的營(yíng)養(yǎng)條件、維持適宜的溫度和一定的光照條件等．
2、不同生物目的基因?qū)�入的方法不同，每種方法都有利有弊．目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法比較經(jīng)濟(jì)有效，還有基因槍法和花粉管通道法；目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞常用的方法是顯微注射法；大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法就是用鈣離子處理細(xì)胞，使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，完成轉(zhuǎn)化過程．
3、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的轉(zhuǎn)化過程：目的基因插人Ti質(zhì)粒的T-DNA上→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）馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒，因此可將馬鈴薯莖尖種在培養(yǎng)基中，經(jīng)過人工培養(yǎng)獲得脫毒苗．培養(yǎng)基中添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，誘導(dǎo)離體細(xì)胞經(jīng)過脫分化、再分化過程，利用植物細(xì)胞的全能性原理，完成組織培養(yǎng)，從而形成脫毒苗．
（2）①將外源基因?qū)�入植物體內(nèi)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．該方法先將目的基因插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上，然后通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞并插入到植物細(xì)胞的染色體DNA上．
②導(dǎo)入農(nóng)桿菌時(shí)，首先要構(gòu)建基因表達(dá)載體，這里需要的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，還要用Ca²⁺處理土壤農(nóng)桿菌，使之轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)，使外源基因容易導(dǎo)入．
③由于在形成配子時(shí)同源染色體分離，配子中的染色體數(shù)目減半，所以不一定會(huì)存在導(dǎo)入的目的基因．
故答案為：
（1）生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素    脫分化、再分化
（2）①T-DNA    染色體DNA    ②Ca²    ③不一定

點(diǎn)評(píng) 本題考查了植物組織培養(yǎng)和基因工程的操作步驟等相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的能力，難度適中．基因工程是考查的重點(diǎn)知識(shí)，與細(xì)胞工程、胚胎工程等現(xiàn)代生物技術(shù)都有一定聯(lián)系．農(nóng)桿菌的特點(diǎn)：易感染雙子葉植物和裸子植物，對(duì)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．