Question

15．科學(xué)家從深海魚體內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種抗凍蛋白基因afp，能對農(nóng)作物的抗寒能力進行改造．進一步研究發(fā)現(xiàn)，該抗凍蛋白中某段氨基酸序列重復(fù)次數(shù)越多，抗寒能力越強，科學(xué)家對afp進行改造后得到safp基因，并用該基因?qū)γ藁ㄟM行改造，過程如下：

（1）獲得safp基因后，為了保障實驗需求，通常利用PCR技術(shù)獲得大量safp基因的拷貝．
（2）構(gòu)建重組質(zhì)粒后，要先將其導(dǎo)入農(nóng)桿菌，需要用鈣離子處理農(nóng)桿菌，完成轉(zhuǎn)化后再進而導(dǎo)入棉花細胞，這種轉(zhuǎn)化法稱為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（3）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細胞時，需要將轉(zhuǎn)化后的農(nóng)桿菌與棉花愈傷組織混合培養(yǎng)，再通過DNA分子雜交技術(shù)檢測、篩選導(dǎo)入safp基因的棉花細胞；并進一步用抗原-抗體雜交技術(shù)檢測、篩選safp基因表達成功的棉花細胞；最后還要通過個體水平鑒定，才能確認改造成功．
（4）最后，通過個體水平的鑒定，科學(xué)家確定safp基因成功整合到棉花細胞中的某個染色體上，從而得到一株抗寒棉花植株，使其自交，則后代中抗寒：非抗寒=3：1．
（5）從獲得afp基因到得到抗寒棉花植株，該過程應(yīng)用的工程技術(shù)有基因工程、植物組織培養(yǎng)（至少寫出兩項）．

Answer 1

分析 1、基因工程的工具：
（1）限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂．
（2）DNA連接酶：連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵．
（3）運載體：常用的運載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒．
2、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）獲得safp基因后，為了保障實驗需求，通常利用PCR技術(shù)獲得大量safp基因的拷貝．PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制，需要的材料與條件有：模板DNA、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、引物、原料等．
（2）構(gòu)建重組質(zhì)粒后，要先將其導(dǎo)入農(nóng)桿菌，需要用鈣離子處理農(nóng)桿菌，使之成為感受態(tài)．完成轉(zhuǎn)化后再通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入棉花細胞．
（3）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細胞時，需要將轉(zhuǎn)化后的農(nóng)桿菌與棉花愈傷組織混合培養(yǎng)，再通過DNA分子雜交技術(shù)檢測、篩選導(dǎo)入safp基因的棉花細胞；并進一步用抗原-抗體雜交技術(shù)檢測、篩選safp基因表達成功的棉花細胞；最后還要通過個體水平鑒定，才能確認改造成功．
（4）如果safp基因成功整合到棉花細胞中的某個染色體上，得到的抗寒棉花植株相當(dāng)于雜合體，則其自交后代中抗寒：非抗寒=3：1．
（5）從獲得afp基因到得到抗寒棉花植株，該過程應(yīng)用的工程技術(shù)有基因工程、植物組織培養(yǎng)等．
故答案為：
（1）PCR（DNA擴增）
（2）鈣離子    農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化
（3）DNA分子雜交技術(shù)   抗原-抗體雜交技術(shù)
（4）3：1
（5）基因工程、植物組織培養(yǎng)

點評 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因抗寒棉花植株的培育過程圖，考查基因工程和植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的工具及操作步驟，能準(zhǔn)確判斷圖中各過程的名稱；識記植物組織培養(yǎng)的過程及應(yīng)用，能結(jié)合圖中信息答題．