Question

16．2009年10月，我國(guó)自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)水稻“華恢1號(hào)”獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書(shū)．如圖1表示該抗蟲(chóng)水稻主要培育流程，據(jù)圖回答：

（1）④過(guò)程應(yīng)用的主要生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)．
（2）殺蟲(chóng)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．如圖2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?xún)?nèi)切酶作用位點(diǎn)），據(jù)圖分析：
①人工改造時(shí)，要使抗蟲(chóng)基因表達(dá)，還應(yīng)插入啟動(dòng)子．
②人工改造時(shí)用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質(zhì)粒上的tms和tmr（基因），保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會(huì)引起細(xì)胞的無(wú)限分裂和生長(zhǎng)；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（或外源DNA）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(guò)的理想質(zhì)粒和帶有抗蟲(chóng)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(chóng)基因的水稻胚細(xì)胞，觀察到的細(xì)胞生長(zhǎng)的現(xiàn)象是在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長(zhǎng)，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)．
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端為$\left.\begin{array}{l}{-CTGCA}\\{-G}\end{array}\right.$，則該酶識(shí)別的核苷酸序列是GACGTC．

Answer 1

分析 上圖表示的是抗除草劑大豆的形成過(guò)程，其中①表示質(zhì)粒的獲取和切割；②是用DNA連接酶連接目的基因和質(zhì)粒，獲得重組質(zhì)粒；③目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④表示將受體細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，這一技術(shù)利用了植物細(xì)胞的全能性，包括2個(gè)關(guān)鍵步驟，即利用含有一定營(yíng)養(yǎng)和激素的培養(yǎng)基誘導(dǎo)植物細(xì)胞進(jìn)行脫分化和再分化．

解答 解：（1）如圖導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)．
（2）生產(chǎn)出自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)屬于蛋白質(zhì)工程．
（3）①作為基因工程載體的質(zhì)粒應(yīng)該包含：復(fù)制原點(diǎn)、限制酶的切割位點(diǎn)、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子．圖中的Ti質(zhì)粒缺少啟動(dòng)子，所以要使抗蟲(chóng)基因表達(dá)，還應(yīng)插入啟動(dòng)子．
②若用限制酶II處理該質(zhì)粒，可去除質(zhì)粒上的tms基因和tmr基因，這樣可以保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會(huì)引起細(xì)胞的無(wú)限分裂和生長(zhǎng)；用限制酶II處理后，該質(zhì)粒只保留了一個(gè)限制酶作用位點(diǎn)，這樣有利于目的基因的準(zhǔn)確插入．
③用限制酶I分別切割改造過(guò)的理想質(zhì)粒，破環(huán)了Ti質(zhì)粒上的四環(huán)素抗性基因，但沒(méi)有破環(huán)卡那霉素抗性基因，所以分別以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)已成功導(dǎo)入抗蟲(chóng)基因的水稻胚細(xì)胞，觀察到現(xiàn)象是在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上能夠生長(zhǎng)，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)．
（4）限制酶識(shí)別的核苷酸序列一般是回文序列，所以由黏性末端序列可知該酶識(shí)別的核苷酸序列．
故答案為：
（1）植物組織培養(yǎng)  
（2）蛋白質(zhì)
（3）①啟動(dòng)子    ②tms和tmr    目的基因（或外源DNA）準(zhǔn)確插入
③在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長(zhǎng)，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)
（4）GACGTC

點(diǎn)評(píng) 本題難度適中，屬于考綱中識(shí)記、理解層次的要求，著重考查了基因工程的步驟、基因表達(dá)載體的組成、蛋白質(zhì)工程等知識(shí)，要求考生具有一定的識(shí)圖分析能力，解題的關(guān)鍵是明確基因工程的過(guò)程．