Question

1．科學(xué)家通過現(xiàn)代生物工程技術(shù)成功培育出能抗棉鈴蟲的棉花植株-抗蟲棉，其過程大致如圖所示．請據(jù)圖分析回答問題．

（1）上述過程中，構(gòu)建基因表達載體必須要用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶；基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須要有啟動子、終止子和標(biāo)記基因等．
（2）上述過程中，將目的基因?qū)�入棉花細胞�?nèi)使用了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，Bt毒蛋白基因之所以能夠插入植株細胞染色體DNA中的根本原因是細菌和植物的DNA分子具有相同的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成．
（3）上述過程中的棉株受體細胞通常采用愈傷組織細胞，與采用葉肉細胞相比較，其優(yōu)點是全能性高；通常采用抗原-抗體雜交的方法檢測Bt毒蛋白基因是否在植株細胞中成功進行了表達．
（4）相比誘變育種和傳統(tǒng)的雜交育種方法，上圖所示基因工程育種的突出優(yōu)點是目的性強和能有效地打破物種的生殖隔離界限，但是目前基因工程仍不能取代傳統(tǒng)的雜交育種和誘變育種．與基因工程技術(shù)相比，雜交育種和誘變育種方法最主要的優(yōu)點是操作簡便易行．
（5）有人擔(dān)心種植上述抗蟲棉，它所攜的Bt基因可以通過花粉傳遞給近親物種，造成“基因污染”，請你從遺傳學(xué)角度提出最佳解決方法將目的基因?qū)�入葉綠體基因組與線粒體基因組中．

Answer 1

分析 1、分析題圖：圖示為抗蟲棉的培育過程，首先獲取目的基因，構(gòu)建基因表達載體；其次采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入棉花細胞；最后采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將轉(zhuǎn)基因細胞培育成轉(zhuǎn)基因植株．
2、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取；②基因表達載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細胞；④目的基因的檢測與鑒定．

解答 解：（1）構(gòu)建基因表達載體需用限制性內(nèi)切酶切割目的基因和運載體，后用DNA連接酶形成重組DNA，故必須要用到的工具酶是 限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶；基因表達載體的構(gòu)建使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代并表達和發(fā)揮作用，含有目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因．．
（2）將目的基因?qū)�入棉花細胞�?nèi)使用了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，由于細菌和植物的DNA分子具有相同的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，故Bt毒蛋白基因之所以能夠插入植株細胞染色體DNA中．
（3）上述過程中的棉株受體細胞通常采用愈傷組織細胞，與采用葉肉細胞相比較，其優(yōu)點是全能性高；通常采用抗原-抗體雜交的方法檢測Bt毒蛋白基因是否在植株細胞中成功進行了表達．
（4）和雜交育種方法，基因工程育種的突出優(yōu)點是目的性強，能定向改造生物的性狀，且能有效地打破物種的生殖隔離界限；與基因工程技術(shù)相比，雜交育種和誘變育種方法最主要的優(yōu)點是操作簡便易行．
（5）若將目的基因?qū)�入葉綠體基因組與線粒體基因組中，由于屬于細胞質(zhì)遺傳，故不會隨花粉傳遞給近親物種．
故答案為：
（1）限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶    終止子和標(biāo)記基因
（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化    細菌和植物的DNA分子具有相同的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成
（3）全能性高    抗原-抗體雜交
（4）目的性強   能有效地打破物種的生殖隔離界限    操作簡便易行
（5）將目的基因?qū)�入葉綠體基因組與線粒體基因組中

點評 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培養(yǎng)過程圖，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、工具及操作步驟，掌握各步驟中應(yīng)注意的細節(jié)，能結(jié)合圖中信息答題．