Question

5．圖1表示科學(xué)家通過基因工程培育抗早棉時(shí)，從蘇云金芽孢桿菌中提取抗早基因，將其“放入”棉花細(xì)胞中與棉花的DNA分子結(jié)合起來而發(fā)揮作用的過程示意圖．請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：


（1）圖2表示在上圖過程①中同時(shí)利用EcorI、EcoR52切割目的基因和運(yùn)載體，以形成兩種不同的黏性末端，這種雙酶切的優(yōu)點(diǎn)是保證目的基因定向插入特定位置、防止目的基因和質(zhì)粒環(huán)化．
（2）圖中過程③涉及的生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)；在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)植物細(xì)胞，導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞能否增殖不能，依據(jù)是在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，四環(huán)素抗性基因片段被切除．
（3）判斷基因轉(zhuǎn)化是否成功，應(yīng)對轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行鑒定，如果培育成功的植株能抗蟲，還應(yīng)進(jìn)行分子水平鑒定，以確定該變異能否遺傳給后代．將上述抗蟲棉植株的后代種子種植下去后，往往有很多植株不再具有抗蟲性，原因是抗蟲植株產(chǎn)生的雌雄配子各有$\frac{1}{2}$不含抗蟲基因，受精時(shí)雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，可以產(chǎn)生$\frac{1}{4}$左右的不具抗蟲性植株，為獲得穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因植株，還需要對轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行嚴(yán)格的連續(xù)自交．
（4）圖3表示蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞中的某些生命活動過程，則①處需要有RNA聚合酶的催化，①②兩處共有的一種堿基配對方式是A-U．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具有：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體．需要限制酶來切割以獲取目的基因，同時(shí)需要相同的限制酶切割運(yùn)載體以獲取與目的基因相同的黏性末端，再通過DNA連接酶連接目的基因和運(yùn)載體．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．基因表達(dá)載體的組成包括：目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因等．標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．例：用蟲食用棉花，觀察其存活情況，來鑒定棉花是否具有抗蟲特性．
2、圖示過程為基因工程流程，①是構(gòu)建基因表達(dá)載體，②將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，③經(jīng)過植物組織培養(yǎng)獲得完整植株個(gè)體，個(gè)體表達(dá)過程包括轉(zhuǎn)錄和④翻譯過程，⑤為轉(zhuǎn)運(yùn)RNA．

解答 解：（1）由于具有相同的黏性末端時(shí)能夠自身環(huán)化，所以在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，同時(shí)利用EcorI、EcoR52切割目的基因和運(yùn)載體，以形成兩種不同的黏性末端，從而保證目的基因定向插入特定位置、防止目的基因和質(zhì)粒環(huán)化．
（2）圖中過程③涉及的生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)獲得完整植株個(gè)體．在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)植物細(xì)胞，由于在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，四環(huán)素抗性基因片段被切除，所以導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞不能增殖．
（3）對培育成功的植株能抗蟲，需要利用DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行分子水平鑒定，以確定該變異能否遺傳給后代．將上述抗蟲棉植株的后代種子種植下去后，由于抗蟲植株產(chǎn)生的雌雄配子各有$\frac{1}{2}$不含抗蟲基因，受精時(shí)雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，可以產(chǎn)生$\frac{1}{4}$左右的不具抗蟲性植株，所以會有很多植株不再具有抗蟲性．為獲得穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因植株，還需要對轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行嚴(yán)格的連續(xù)自交，篩選出純合體．
（4）圖3表示蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞中的某些生命活動過程，則①處進(jìn)行著轉(zhuǎn)錄過程，需要有RNA聚合酶的催化，①②兩處共有的一種堿基配對方式是A-U．
故答案為：
（1）保證目的基因定向插入特定位置、防止目的基因和質(zhì)粒環(huán)化
（2）植物組織培養(yǎng)  不能    在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，四環(huán)素抗性基因片段被切除
（3）分子   抗蟲植株產(chǎn)生的雌雄配子各有$\frac{1}{2}$不含抗蟲基因，受精時(shí)雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，可以產(chǎn)生$\frac{1}{4}$左右的不具抗蟲性植株  連續(xù)自交
（4）RNA聚合   A-U

點(diǎn)評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或的能力．要注意，基因表達(dá)載體的構(gòu)建是在生物體外完成的．