Question

3．為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，沿海灘涂鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注．我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽堿基因培育出了耐鹽堿水稻新品系．請據(jù)圖回答下列問題：

幾種限制酶識(shí)別序列及切割位點(diǎn)表

限制酶	AlaⅠ	EcoRⅠ	PstⅠ	ScoⅠ
切割位點(diǎn)	AG↓CT TC↑GA	G↓AATTC CTTAA↑G	CTGCA↓C C↑ACGTC	CCC↓GGG GGG↑CCC

（1）獲取真核生物的基因通常采用人工合成法，通過圖示中①方法合成的耐鹽堿基因中是不含啟動(dòng)子和終止子的，如果要將耐鹽堿基因和質(zhì)粒重組，應(yīng)該在基因兩側(cè)的A和B位置除了接上以上兩個(gè)結(jié)構(gòu)外，最好分別加入EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶識(shí)別序列，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有利于質(zhì)粒和目的基因定向連接．
（2）過程②采用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，在PCR反應(yīng)體系需加入引物Ⅰ和引物Ⅱ等物質(zhì)，若目的基因擴(kuò)增4代，則共用了引物Ⅰ15個(gè)．
（3）請畫出PstⅠ切割DNA形成的黏性末端：．
（4）目的基因?qū)�入受體細(xì)胞除可用圖示方法以外，還可采用花粉管通道法（或基因槍法）法．
（5）在步驟⑤⑥過程中都需用Ca²⁺處理兩類細(xì)菌．為了確認(rèn)目的基因通過⑦過程導(dǎo)入植物細(xì)胞中后是否成功表達(dá)，通常從分子水平進(jìn)行檢測的方法是用抗原-抗體雜交法．
（6）假設(shè)該抗鹽堿基因D，通過基因工程導(dǎo)入水稻后連接到水稻的一條染色體上，則該水稻進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞在聯(lián)會(huì)時(shí)有2個(gè)D基因．
（7）采用特異性引物對(duì)另兩種植物花椰菜和黑芥基因組DNA 進(jìn)行PCR 擴(kuò)增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種及純種植株的鑒定．如圖是用該引物對(duì)雙親及再生植株1-4 進(jìn)行PCR 擴(kuò)增的結(jié)果．據(jù)圖判斷，再生植株1-4 中后代性狀不分離的是3．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示表示應(yīng)用耐鹽堿基因培育出了耐鹽堿水稻新品系的過程，其中①表示以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成DNA；②表示采用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；③表示用限制酶切割運(yùn)載體；④表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；⑤表示將目的基因?qū)�入大腸桿菌，使其大量繁殖；⑥⑦表示采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞．

解答 解：（1）①表示采用逆轉(zhuǎn)錄法人工合成目的基因（耐鹽堿基因），而人工合成的目的基因不含啟動(dòng)子和終止子；切割運(yùn)載體時(shí)采用的是限制酶EcoRⅠ、SmaⅠ，為了便于目的基因與運(yùn)載體定向連接形成重組DNA，還應(yīng)在基因兩側(cè)的A和B位置接上限制酶EcoRⅠ、SmaⅠ的識(shí)別序列．
（2）目的基因擴(kuò)增4代后共得到16個(gè)DNA分子，除了含有模板DNA鏈的1個(gè)DNA分子外，其余的DNA分子都含有引物I，因此共用了引物Ⅰ15個(gè)．
（3）限制酶PstⅠ的識(shí)別和切割序列為，因此用該酶切割DNA形成黏性末端的過程為：．
（4）圖示將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用的是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，此時(shí)還可采用花粉管通道法（或基因槍法）法．
（5）將目的導(dǎo)入微生物細(xì)胞時(shí)，需要用Ca²⁺處理微生物細(xì)胞，使其成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA的感受態(tài)．因此步驟⑤⑥過程中都需用Ca²⁺處理兩類細(xì)菌．從分子水平檢測目的基因是否表達(dá)，采用抗原-抗體雜交法．
（6）假設(shè)該抗鹽堿基因D，通過基因工程導(dǎo)入水稻后連接到水稻的一條染色體上，則該水稻的基因型可表示為Dd，在減數(shù)第一次分裂間期細(xì)胞中進(jìn)行了DNA復(fù)制，因此聯(lián)會(huì)時(shí)細(xì)胞中有2個(gè)D基因．
（7）根據(jù)圖譜，花椰菜含有堿基對(duì)為300和600的DNA片段，黑芥含有堿基對(duì)為1000、1300和1500的DNA片段，再生植株3，只含有長度為300和600的片段，與花椰菜一致，1、2、4既含有花椰菜DNA片段，又含有黑芥DNA片段，為雜種植株．
故答案為：
（1）啟動(dòng)子    終止子　   SmaⅠ
（2）15
（3）（只需寫出相應(yīng)的黏性末端）
（4）花粉管通道法（或基因槍法）
（5）Ca²⁺　抗原-抗體雜交
（6）2
（7）3

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合耐鹽堿水稻新品系的培育過程圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理及操作步驟，能準(zhǔn)確判斷圖中各過程的含義，再結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．