Question

10．2009年10月，我國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“華恢1號”獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書．下圖表示該抗蟲水稻主要培育流程，據(jù)圖回答：

（1）④過程應(yīng)用的主要生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)，利用植物細(xì)胞的全能性的基本原理．
（2）殺蟲基因（crylA）是人們根據(jù)幾種Bt毒蛋白的分子結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并人工合成的蛋白質(zhì)，這屬于蛋白質(zhì)工程技術(shù)范疇．
（3）組建理想的載體需要對天然的質(zhì)粒進(jìn)行改造．如圖是天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖（示部分基因及部分限制性內(nèi)切酶作用位點(diǎn)），據(jù)圖分析：

①人工改造時，要使抗蟲基因表達(dá)，還應(yīng)插入啟動子．
②人工改造時用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質(zhì)粒上的tms和tar（基因），保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會引起細(xì)胞的無限分裂和生長；第二，使質(zhì)粒帶有單一限制酶作用位點(diǎn)，有利于目的基因準(zhǔn)確插入．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Ⅰ分別切割改造過的理想質(zhì)粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構(gòu)成重組Ti質(zhì)粒．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)胞生長的現(xiàn)象是在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長．
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端為${\;}_{-G}^{-GTGCA}$，則該酶識別的核苷酸序列是GACGTC．

Answer 1

分析 分析圖解：圖中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，②表示重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，③表示土壤農(nóng)桿菌感染水稻細(xì)胞，④表示利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物．
基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子和終止子．
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聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)．

解答 解：（1））④過程應(yīng)用的主要生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)；該技術(shù)的過程主要包括脫分化和再分化，兩個階段，利用的基本原理是植物細(xì)胞的全能性．
（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．殺蟲基因（crylA）是人們根據(jù)幾種Bt毒蛋白的分子結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并人工合成的，這屬于蛋白質(zhì)工程．
（3）①啟動子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)．
②圖中看出，tms基因能夠編碼生長素，tmr基因能夠編碼細(xì)胞分裂素，這兩種激素能夠促進(jìn)植物的生長．因此人工改造時用限制酶Ⅰ處理，其目的之一是除去或破壞質(zhì)粒上的tmr、tms，保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會引起細(xì)胞的無限分裂和生長；另外只有一個插入位點(diǎn)，也有利于目的基因（或外源DNA）準(zhǔn)確插入．
③用限制酶Ⅱ切割改造過的理想質(zhì)粒，質(zhì)粒上的抗四環(huán)素的標(biāo)記基因（tet）就會破壞，所以以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)后，在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長．
（4））若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端為，則該酶識別的核苷酸序列是GACGTC．
故答案為：
（1）植物組織培養(yǎng)   植物細(xì)胞的全能性
（2）蛋白質(zhì)   蛋白質(zhì)
（3）①啟動子 ②tms和tar 目的基因準(zhǔn)確插入 ③在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長
（4）GACGTC

點(diǎn)評 本題考查了基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生析圖能力和理解能力，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力，難度適中．考生要能夠識記基因工程中的工具酶、基因表達(dá)載體的組成；在分析圖解時找準(zhǔn)限制酶切割位點(diǎn)；掌握目的基因檢測與鑒定的方面并進(jìn)行運(yùn)用．