Question

3．卡那霉素和頭孢霉素都有抗菌作用，此外，卡那霉素還對(duì)葡萄細(xì)胞有抑制作用．研究人員將Barnase基因（雄性不育基因）轉(zhuǎn)入葡萄細(xì)胞，利用卡那霉素和頭孢霉素，通過植物克隆方法成功培育出大粒、無核的葡萄新品種．請(qǐng)回答：
（1）構(gòu)建含Barnase基因、β-葡糖苷酸酶基因和卡那霉素抗性基因的重組質(zhì)粒，導(dǎo)入農(nóng)桿菌，在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)形成單菌落以便鑒定是否混有雜菌，再用接種環(huán)將農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)移至LB液體培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)．構(gòu)建重組質(zhì)粒需要用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶．
（2）將經(jīng)過消毒的幼嫩葡萄葉片切成小塊，浸入農(nóng)桿菌懸浮液中，4分鐘后取出（此時(shí)已有較多農(nóng)桿菌附著在葉片小塊上）并接種到固體培養(yǎng)基中．培養(yǎng)至第3天時(shí)，可以看到在葉片小塊周圍出現(xiàn)愈傷和大量菌落．這時(shí)再用頭孢霉素處理葉片小塊，其目的是C（A．抑制葡萄細(xì)胞脫分化   B．促進(jìn)葡萄細(xì)胞再分化   C．殺滅農(nóng)桿菌   D．促進(jìn)農(nóng)桿菌生長）．
（3）將葉片小塊放入卡那霉素培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)移至生芽培養(yǎng)基中，待其長出叢狀苗后，再轉(zhuǎn)移至生根培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)形成試管苗．卡那霉素培養(yǎng)基起著篩選作用，植物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是植物組織培養(yǎng)．
（4）在卡那霉素培養(yǎng)基中，由于轉(zhuǎn)化細(xì)胞對(duì)周圍的非轉(zhuǎn)化細(xì)胞有保護(hù)作用，獲得的試管苗中可能存在假的轉(zhuǎn)基因試管苗，因此還需對(duì)試管苗的β-葡糖苷酸酶基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行生化檢測，才能鑒別出真正的轉(zhuǎn)基因試管苗．
（5）最后，對(duì)轉(zhuǎn)基因試管苗還需進(jìn)行逐漸降低濕度的鍛煉，使之適應(yīng)自然環(huán)境．

Answer 1

分析 1、在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，需要的條件：①消毒滅菌；②一定濃度的植物激素；③適宜的溫度；④充足的養(yǎng)料．
2、基因表達(dá)載體組成：目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因．
（1）啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)．
（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端．
（3）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．常用的標(biāo)記基因是抗生素基因．

解答 解：（1）構(gòu)建含Barnase基因、β-葡糖苷酸酶基因和卡那霉素抗性基因的重組質(zhì)粒，抗性基因是為了鑒定受體細(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．導(dǎo)入農(nóng)桿菌，即以便鑒定是否混有雜菌，在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)形成單菌落．重組質(zhì)粒時(shí)需要限制酶和DNA連接酶．將菌種接種在液體培養(yǎng)基中需要用接種環(huán)接種．
（2）幼嫩葡萄葉片需要將經(jīng)過消毒后切成小塊，以防雜菌污染，離體植物組織或細(xì)胞在培養(yǎng)基中脫分化成愈傷組織．頭孢霉素都有抗菌作用，用頭孢霉素處理葉片小塊，目的是殺滅附在葉片上農(nóng)桿菌．
（3）植物組織培養(yǎng)過程中包括脫分化成愈傷組織，再分化成胚狀體，轉(zhuǎn)移到生芽培養(yǎng)基中，待其長出叢壯苗需要移栽．卡那霉素和頭孢霉素都有抗菌作用，卡那霉素培養(yǎng)基起著 篩選作用．
（4）重組質(zhì)粒含有Barnase基因、β-葡糖苷酸酶基因和卡那霉素抗性基因的，因此對(duì)試管苗的β-葡糖苷酸酶基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行生化檢測，就能鑒別出真正的轉(zhuǎn)基因試管苗．
（5）對(duì)轉(zhuǎn)基因試管苗還需進(jìn)行逐漸降低濕度的鍛煉，防止根部細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精，引起酒精中毒現(xiàn)象，出現(xiàn)爛根．
故答案為：
（1）單菌落   接種環(huán)   液體   限制性核酸內(nèi)切酶   DNA連接酶
（2）消毒   愈傷   C
（3）叢狀苗   篩選   植物組織培養(yǎng)
（4）β-葡糖苷酸酶
（5）降低

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合大粒、無核的葡萄新品種的培育過程，考查基因工程、微生物培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的工具及操作步驟，能準(zhǔn)確判斷各過程的名稱；識(shí)記質(zhì)粒作為運(yùn)載體的條件；掌握目的基因檢測與鑒定的方法等．