Question

正當中國各界激烈爭論轉(zhuǎn)基因水稻安全問題之際，在菲律賓首都馬尼拉郊外的一片稻田里，一種被稱為“金色大米”的轉(zhuǎn)基因水稻已經(jīng)悄然收獲．這種轉(zhuǎn)基因大米可以幫助人們補充每天必需的維生素A．由于含有可以生成維生素A的β-胡蘿卜素．它呈現(xiàn)金黃色澤，故稱“金色大米”．（摘自20l0年4月＜新世紀＞周刊）“金色大米”的培育流程如圖所示．請回答下列問題．（已知酶Ⅰ的識別序列和切點是-G ^↓ GATCC-，酶Ⅱ的識別序列和切點是-^↓ GATC-）．

（1）圖中a、b所示獲得目的基因的方法是

 

，培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是

 

．圖中c稱作

 

，它的構(gòu)成除了復制原點、目的基因外，還必須有

 

、

 

、

 

等．
（2）據(jù)圖分析，在構(gòu)建c的過程中，目的基因用

 

（限制酶Ⅰ或限制酶Ⅱ）進行了切割．檢驗重組載體導入能否成功需要利用

 

作為標記基因．
（3）過程e運用了細胞工程中的

 

技術，該技術的理論依據(jù)是

 

；在該技術應用的過程中，關鍵步驟是利用含有一定營養(yǎng)和激素的培養(yǎng)基誘導植物細胞進行

 

和

 

．
（4）若希望該轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)的“金色大米”含維生素A含量更高、效果更好，則需要通過

 

工程手段對合成維生素A的相關目的基因進行設計．該工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多，主要原因是

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術,蛋白質(zhì)工程,植物培養(yǎng)的條件及過程

專題：

分析：分析圖解：圖中a表示轉(zhuǎn)錄過程，b表示利用mRNA進行逆轉(zhuǎn)錄合成目的基因，c表示基因表達載體的構(gòu)建，d表示目的基因?qū)�入受體細胞，e是水稻細胞進行植物的組織培養(yǎng)并篩選出符合要求的植株．
目的基因的兩側(cè)分別有-GGATCC-、-GATC-兩種序列，根據(jù)兩種酶的酶切位點，限制酶Ⅰ只能切割左側(cè)的序列，而限制酶Ⅱ可以切割兩側(cè)的序列．

解答： 解：（1）圖中a表示轉(zhuǎn)錄過程，b表示逆轉(zhuǎn)錄，因此可以看出圖中a、b所示表示通過逆轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因．基因工程操作四步曲中的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建．圖中c稱作基因表達載體（或重組質(zhì)粒，重組DNA分子），它的構(gòu)成除了復制原點、目的基因外，還必須有啟動子、終止子、標記基因等．
（2）據(jù)圖分析，目的基因的兩側(cè)有-GGATCC-、-GATC-兩種序列，由于酶I的識別序列和切點是一G↓GATCC一酶II的識別序列和切點是一↓GATC-，因此只能選擇限制酶Ⅱ獲取目的基因．圖中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此檢驗重組載體導入能否成功，需要利用基因I作為標記基因．
（3）過程e將水稻細胞培養(yǎng)成完整植株運用了細胞工程中的植物組織培養(yǎng)技術，該技術的理論依據(jù)是植物細胞的全能性．在該技術應用的過程中，關鍵步驟是利用含有一定營養(yǎng)和激素的培養(yǎng)基誘導植物細胞進行脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植株．
（4）若希望該轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)的“金色大米”含維生素A含量更高、效果更好，則需要通過蛋白質(zhì)工程手段對合成維生素A的相關目的基因進行設計．該工程是一項難度很大的工程，因為蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)十分復雜，目前對很多蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)還不了解，所以目前成功的例子不多．
故答案為：
（1）反轉(zhuǎn)錄法（逆轉(zhuǎn)錄合成）       基因表達載體的構(gòu)建        基因表達載體（或重組質(zhì)粒，重組DNA分子）     啟動子       終止子      標記基因
（2）限制酶Ⅱ基因I
（3）植物組織培養(yǎng)      細胞全能性      脫分化       再分化
（4）蛋白質(zhì)            因為蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)十分復雜，目前對很多蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)還不了解

點評：本題具有一定的綜合性，難度適中，考查基因工程中目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、限制酶、植物組織培養(yǎng)技術、蛋白質(zhì)工程等方面的知識，要求考生能識記基因工程技術的操作步驟，以及限制酶的作用特點，培養(yǎng)了考生識圖能力和審題能力．