Question

【選修3-現(xiàn)代生物科技專題】
如圖表示“華恢1號(hào)”抗蟲水稻主要培育流程，據(jù)圖回答：

（1）crylA基因通過①～④，最終在宿主細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程叫做

 

；
（2）殺蟲基因（crylA）是根據(jù)幾種Bt毒蛋白的分子結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并人工合成的，這屬于

 

工程技術(shù)范疇．
（3）組建理想的載體需要對(duì)天然的質(zhì)粒進(jìn)行改造．下圖是天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖（示部分基因及部分限制酶作用位點(diǎn)），據(jù)圖分析：

①改造質(zhì)粒時(shí)，要使抗蟲基因能成功表達(dá)，還應(yīng)插入

 

．
②改造質(zhì)粒時(shí)用限制酶Ⅰ處理，其目的是：第一，去除質(zhì)粒上的

 

（基因），保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會(huì)促進(jìn)細(xì)胞的分裂和生長；第二，使質(zhì)粒帶有單一限制酶作用位點(diǎn)，有利于

 

．第三，使質(zhì)粒大小合適，可以提高轉(zhuǎn)化效率等．
③若用限制酶Ⅱ分別切割經(jīng)過②過程改造的理想質(zhì)粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構(gòu)成重組Ti質(zhì)粒，再分別以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)已成功導(dǎo)入抗蟲基因的水稻胚細(xì)胞，觀察到的細(xì)胞生長的情況是

 

．
（4）一個(gè)圖所示的質(zhì)粒分子在限制酶Ⅱ切割的前后，分別含有

 

個(gè)和

 

個(gè)游離的磷酸基團(tuán)．
（5）為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入

 

酶．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的應(yīng)用

專題：

分析：轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)人受體細(xì)胞內(nèi)，并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程．蛋白質(zhì)工程的原理（實(shí)質(zhì)）：改造基因．標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(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．啟動(dòng)子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)．

解答： 解：（1）轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)人受體細(xì)胞內(nèi)，并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程．
（2）蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種心的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程．
（3）①啟動(dòng)子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)．
②限制酶Ⅰ的作用位點(diǎn)在tms 基因上，破壞了tms 基因的作用．另外只有一個(gè)作用位點(diǎn)，也有利于目的基因（或外源DNA）準(zhǔn)確插入．
③限制酶Ⅱ分別切割質(zhì)粒，破壞了tmr和tet基因，tet基因是四環(huán)素抗性基因．但卡那霉素抗性基因沒有被破壞．重組Ti質(zhì)粒，再分別以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)已成功導(dǎo)入抗蟲基因的水稻胚細(xì)胞，觀察到的細(xì)胞生長的情況是在含卡那霉素的培養(yǎng)基中能夠生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長．    
（4）質(zhì)粒為小型環(huán)狀的DNA分子，環(huán)狀DNA分子中沒有游離的磷酸基團(tuán)，經(jīng)過限制酶Ⅱ切割后在切口處每端各含有1個(gè)游離的磷酸基團(tuán)．限制酶Ⅱ切割圖所示的質(zhì)粒分子產(chǎn)生2個(gè)切口．
（5）含有目的基因的片段與質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒，需要DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段的末端的“縫隙”連接起來．
故答案為：
（1）植物組織培養(yǎng)   
（2）蛋白質(zhì)  
（3）①啟動(dòng)子    ②tms  目的基因（或外源DNA）準(zhǔn)確插入    ③在含卡那霉素的培養(yǎng)基中能夠生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長   
（4）0、4
（5）DNA連接酶

點(diǎn)評(píng)：本題考查了基因工程相關(guān)內(nèi)容，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；識(shí)圖能力和具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力．