Question

苏云金杆菌合成的伴孢晶体蛋白经昆虫肠液消化后成毒性肽，可导致昆虫死亡。农科院成功地将苏云金杆菌伴孢晶体蛋白基因转移到了棉花细胞内，培育出了抗虫棉。

(1)若图A表示苏云金杆菌伴孢晶体蛋白的基因，图中已标明了编码区，请你将其他部分的名称填写在图中相应的位置上，并标出RNA聚合酶结合的位点。

图A

(2)培育抗虫棉的基因操作一般要经历以下四个步骤：

①提取目的基因。若获得了伴孢晶体蛋白基因的信使RNA，并以此为模板合成相应基因，除了要加入四种　　　　　 为原料外，还需加入特殊的　　　　 　 酶。

　　　　　　　　

②目的基因与运载体结合。质粒是常用的运载体，它存在于　　　　　　　 等生物中。进行上述操作时，要用同一种　　　　　　　　 分别切割质粒和目的基因，用　　　　　 进行缝合。若目的基因的黏性末端如图B所示，则运载体上能与之接合的黏性末端是：(在框内绘图作答)

③将目的基因导入棉花受体细胞。

④目的基因的检测和表达。表达的产物是　　　　　　 。

(3)如果将抗虫基因导入二倍体植物，并筛选到一株有抗虫特性的转基因植物。经分析，该植株的某一条染色体携带有目的基因。理论上，该植物自交F₁中出现不具有抗虫特性的植物的概率是　　　　　 。

(4)种植上述转基因植物，它所携带的目的基因有可能通过花粉传递给近缘物种，造成 “基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免上述“基因污染”，因为叶绿体的遗传特点是　　　　　 ，目的基因不会通过花粉传递给下一代。

 

Answer 1

（1）

 

（2）①脱氧核苷酸；逆转录；②许多细菌和酵母菌；限制酶；DNA连接酶；④伴孢晶体蛋白；（3）1／4；（4）母系遗传

 

本题主要考查基因结构、基因工程的操作步骤等相关知识，牢记教材中基因工程操作的工具、操作步骤等基础知识是解答本题的关键。(1)基因包括非编码区和编码区两部分，在编码区上游的非编码区内有RNA聚合酶结合的位点。（2）在提取目的基因的过程中，以mRNA为模板合成基因（DNA）的过程是逆转录，需要的原料是脱氧核苷酸；质粒通常存在于许多细菌和酵母菌等微生物体内，在目的基因与运载体结合的过程中，需要限制酶分别切割质粒和目的基因，获得相同的黏性末端，按照碱基互补配对原则，用DNA连接酶进行缝合；在目的基因的检测和表达过程中，表达的产物是在苏云金杆菌伴孢晶体蛋白基因控制下合成的伴孢晶体蛋白。（3）根据减数分裂的特点，含有目的基因的植株会产生两种配子，其中一种配子含有目的基因，这样的植物自交，会出现1/4后代不具有抗虫特性。（4）叶绿体位于细胞质基质中，叶绿体中的基因的遗传是细胞质遗传，即母系遗传。