Question

19．除草剂草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死．科学家从抗草甘膦的矮牵牛中分离克隆出EPSP合成酶基因，培育出了抗草甘膦的转基因大豆，从而大大降低了田间管理成本．抗草甘膦转基因大豆培育过程大致如图所示．请分析回答有关问题：

（1）科学家在进行上述基因操作时，通常要用同一种限制酶（限制性核酸内切酶）分别切割质粒和含目的基因的DNA，质粒的黏性末端与目的基因两侧的黏性末端就可通过碱基互补配对而黏合．这一过程体现了质粒作为运载体必须具备的条件是具有一个或多个限制酶切点．
（2）若大量扩增目的基因，则用的是多聚酶链式反应（写出全称）技术，该过程需要的聚合酶的特点是耐高温．
（3）为了确定转基因大豆是否培育成功，既要用放射性同位素标记的EPSP合成酶基因（目的基因）作探针进行分子杂交检测，又要用喷施除草剂（草甘膦）方法从个体水平鉴定大豆植株的抗除草剂特性．
（4）该植株体细胞中含有一个目的基因，因此可以把它看作是杂合子．理论上，在该转基因植株自交F₁代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的$\frac{3}{4}$．
（5）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过对基因的修饰或合成，对现有的基因进行改造，或制造出一个新的蛋白质，以满足人类生活的需求．

Answer 1

分析 分析题图：图示表示抗草甘膦转基因大豆培育过程，即①目的基因（EPSP合成酶基因）的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞（棉株细胞）；④目的基因的检测与表达；最后再采用植物组织培养技术．

解答 解：（1）基因工程中，往往用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA，以产生相同的黏性末端，这样质粒的黏性末端与目的基因两侧的黏性末端就可通过碱基互补配对而黏合．这一过程体现了质粒作为运载体必须具有一个或多个限制酶切割位点．
（2）若要扩增目的基因，一般采用PCR技术，全称为多聚酶链式反应，该过程中需要耐高温的DNA聚合酶．
（3）为了确定转基因大豆是否培育成功，既要用放射性同位素标记的目的基因（EPSP合成酶基因）作探针进行分子杂交检测，又要用喷施除草剂方法从个体水平鉴定大豆植株的抗除草剂特性．
（4）由于转基因植株可以看成杂合子（Aa），因此Aa×Aa，后代不具有抗虫特性的纯合子植株占$\frac{1}{4}$，因此仍具有抗除草剂特性的植株占总数的$\frac{3}{4}$．
（5）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过对基因的修饰或合成，对现有的基因进行改造，或制造出一个新的蛋白质，以满足人类生活的需求．
故答案为：
（1）限制酶（限制性核酸内切酶）   碱基互补配对   具有一个或多个限制酶切点
（2）多聚酶链式反应　耐高温
（3）EPSP合成酶基因（目的基因）   喷施除草剂（草甘膦）
（4）$\frac{3}{4}$
（5）修饰或合成　蛋白质

点评 本题结合图解，考查基因工程和蛋白质工程的原理及技术，要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤，掌握各步骤中的相关细节；识记植物组织培养的过程及原理，能结合所学的知识准确答题．