Question

10．2009年10月，我國自主研發(fā)的轉基因抗蟲水稻“華恢1號”獲得農業(yè)部頒發(fā)的安全證書．下圖表示該抗蟲水稻主要培育流程，據圖回答：

（1）④過程應用的主要生物技術是植物組織培養(yǎng)，利用植物細胞的全能性的基本原理．
（2）殺蟲基因（crylA）是人們根據幾種Bt毒蛋白的分子結構，設計并人工合成的蛋白質，這屬于蛋白質工程技術范疇．
（3）組建理想的載體需要對天然的質粒進行改造．如圖是天然土壤農桿菌Ti質粒結構示意圖（示部分基因及部分限制性內切酶作用位點），據圖分析：

①人工改造時，要使抗蟲基因表達，還應插入啟動子．
②人工改造時用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質粒上的tms和tar（基因），保證T-DNA進入水稻細胞后不會引起細胞的無限分裂和生長；第二，使質粒帶有單一限制酶作用位點，有利于目的基因準確插入．第三，使質粒大小合適，可以提高、轉化效率等．
③若用限制酶Ⅰ分別切割改造過的理想質粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構成重組Ti質粒．分別以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，觀察到的細胞生長的現象是在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長．
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端為${\;}_{-G}^{-GTGCA}$，則該酶識別的核苷酸序列是GACGTC．

Answer 1

分析 分析圖解：圖中①表示基因表達載體的構建，②表示重組質粒導入土壤農桿菌，③表示土壤農桿菌感染水稻細胞，④表示利用植物組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)轉基因植物．
基因表達載體包括目的基因、標記基因、啟動子和終止子．
標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來．
啟動子是一段特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質．

解答 解：（1））④過程應用的主要生物技術是植物組織培養(yǎng)；該技術的過程主要包括脫分化和再分化，兩個階段，利用的基本原理是植物細胞的全能性．
（2）蛋白質工程指以蛋白質的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行基因改造，或制造一種心的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需要．殺蟲基因（crylA）是人們根據幾種Bt毒蛋白的分子結構，設計并人工合成的，這屬于蛋白質工程．
（3）①啟動子是一段特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質．
②圖中看出，tms基因能夠編碼生長素，tmr基因能夠編碼細胞分裂素，這兩種激素能夠促進植物的生長．因此人工改造時用限制酶Ⅰ處理，其目的之一是除去或破壞質粒上的tmr、tms，保證T-DNA進入水稻細胞后不會引起細胞的無限分裂和生長；另外只有一個插入位點，也有利于目的基因（或外源DNA）準確插入．
③用限制酶Ⅱ切割改造過的理想質粒，質粒上的抗四環(huán)素的標記基因（tet）就會破壞，所以以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)后，在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長．
（4））若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端為，則該酶識別的核苷酸序列是GACGTC．
故答案為：
（1）植物組織培養(yǎng)   植物細胞的全能性
（2）蛋白質   蛋白質
（3）①啟動子 ②tms和tar 目的基因準確插入 ③在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長
（4）GACGTC

點評 本題考查了基因工程的相關知識，意在考查考生析圖能力和理解能力，并能夠運用所學知識與觀點做出合理的判斷或得出正確的結論的能力，難度適中．考生要能夠識記基因工程中的工具酶、基因表達載體的組成；在分析圖解時找準限制酶切割位點；掌握目的基因檢測與鑒定的方面并進行運用．