Question

蘇云金桿菌合成的伴孢晶體蛋白經(jīng)昆蟲腸液消化后成毒性肽，可導(dǎo)致昆蟲死亡．1993年，中國農(nóng)科院科學(xué)家成功地將蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白基因轉(zhuǎn)移到棉花細(xì)胞內(nèi)，培育出抗蟲棉．請回答問題：
（1）培育抗蟲棉的基因操作一般要經(jīng)歷以下四個(gè)步驟：
①提取目的基因．若獲得了合成伴孢晶體蛋白基因的信使RNA，并以此為模板合成相應(yīng)基因，除了要加入四種

 

為原料外，還需加入特殊的

 

酶．
②目的基因與運(yùn)載體結(jié)合．質(zhì)粒是常用的運(yùn)載體，它存在于

 

等生物中．進(jìn)行上述操作時(shí)，要用同一種

 

分別切割質(zhì)粒和目的基因．
③將目的基因?qū)�入棉花受體細(xì)胞．
④目的基因的檢測和表達(dá)．表達(dá)的產(chǎn)物是

 

．
（2）如果將抗蟲基因?qū)�入二倍體植物，并篩選到一株有抗蟲特性的轉(zhuǎn)基因植物．經(jīng)分析，該植物的某一條染色體攜帶有目的基因．理論上，該植物自交F₁代中出現(xiàn)不具有抗蟲特性的植物的概率是

 

．
（3）種植上述轉(zhuǎn)基因植物，它所攜帶的目的基因有可能通過花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”．如果把目的基因?qū)�入葉綠體DNA中，就可以避免上述“基因污染”，因?yàn)槿~綠體的遺傳特點(diǎn)是

 

，目的基因不會通過花粉傳遞給下一代．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：1、獲取目的基因的方法基本上有3種．（1）從基因所在的生物體中直接取得：運(yùn)用限制性內(nèi)切酶將DNA雙鏈切開，取得所需基因．限制性內(nèi)切酶能水解分子骨架的磷酸二酯鍵，將完整的DNA分子切成若干片斷，每一種限制性內(nèi)切酶都有自己的作用位點(diǎn)．
（2）mRNA逆轉(zhuǎn)錄成DNA：真核生物的基因含有不表達(dá)的內(nèi)含子，而有時(shí)內(nèi)含子序列很長，因此這種基因難以和載體DNA結(jié)合．這種方法是在核糖體合成多肽的旺盛時(shí)期將含有目的基因的mRNA的多聚核糖體提取出來，分離出mRNA，然后以mRNA為模板用，用逆轉(zhuǎn)錄酶合成單鏈DNA，再經(jīng)DNA聚合酶作用產(chǎn)生雙鏈DNA，即cDNA．
（3）根據(jù)已知氨基酸序列合成DNA：根據(jù)基因表達(dá)產(chǎn)物的氨基酸順序，搞清楚基因的核苷酸序列，然后按“圖紙”先合成一個(gè)個(gè)含少量核苷酸的DNA片段，再利用堿基對互補(bǔ)關(guān)系使它們形成雙鏈DNA片段，再用連接酶把小的雙鏈DNA片段逐個(gè)按順序連接起來，使雙鏈逐漸加長，最后得到一個(gè)完整基因．這種合成基因的方法還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，就是可以人工合成自然界不存在的新基因．
2、存在于線粒體或葉綠體內(nèi)的基因遺傳遵循細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)，由母親傳遞給后代．

解答： 解：（1）①mRNA逆轉(zhuǎn)錄成DNA，以mRNA為模板，以四種脫氧核苷酸為原料，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用的作用下合成DNA．
②質(zhì)粒是一種相對獨(dú)立的環(huán)狀DNA分子，常用來作為將外源基因?qū)�入生物體內(nèi)的運(yùn)載工具，多見于細(xì)菌和酵母菌等生物體內(nèi)．基因工程操作過程中，需要只用同一種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，以獲得相同的粘性末端．
④基因的表達(dá)與檢測，需要檢測目的基因的產(chǎn)物．
（2）抗蟲基因?qū)�入二倍體生物體內(nèi)，一條染色體含有抗蟲基因，假設(shè)含有抗蟲基因的染色體用A表示，不含抗蟲基因的染色體用a表示，自交子一代中，有四種情況，分別是：AA、Aa、Aa、aa，出現(xiàn)不具有抗蟲特性aa的概率是

1

4

．
（3）存在于葉綠體內(nèi)的基因遺傳遵循細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)，只能由細(xì)胞質(zhì)遺傳給下一代，不會通過有性生殖細(xì)胞的結(jié)合傳給下一代．
故答案為：
（1）①脫氧核苷酸    逆轉(zhuǎn)錄   ②許多種細(xì)菌及酵母菌  限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶 ）
④伴孢晶體蛋白     
（2）1/4   
（3）細(xì)胞質(zhì)遺傳（母系遺傳）

點(diǎn)評：此題主要考查基因工程的原理及應(yīng)用，意在考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解運(yùn)用能力，難度適中．