Question

【题目】转基因抗虫棉由我国科学家研制成功，并于1998年申请国家发明专利，2002年正式授权，标志着我国在抗虫棉的研究及应用领域已经达到了国际先进水平。科学家将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因（Bt基因）导入棉花，可以在棉株体内合成一种伴孢晶体，该晶体被鳞翅目的幼虫吞食后能水解成毒性肽从而杀灭害虫，如图为抗虫棉幼苗的培育过程简图。请分析回答下列问题：

（1）基因工程的核心是____________。提取目的基因时，可以通过从构建的Bt基因组文库中获得，通过此途径获得的基因___________（填“含有”或“不含有”）启动子，也可通过PCR技术从cDNA文库中提取目的基因，若已知目的基因的核苷酸序列，则引物的序列通常为_________种。

（2）图中将目的基因导入幼苗受体细胞时采用的方法是_________法。除此之外，基因工程中将目的基因导入植物细胞还可采用基因枪法和_____________。

（3）Bt基因在受体细胞中表达时，启动子与_____________识别并结合，从而驱动转录过程。要检测抗虫棉最终是否培育成功，在个体水平上的鉴定过程可简述为______________；也可以通过__________（方法）进行分子水平的检测，若出现杂交带，则表明Bt基因已经成功表达，控制合成了伴孢晶体毒蛋白。

（4）在Ⅳ培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素等多种营养物质外，还需要在培养基中加入适量的_______________。

Answer 1

【答案】 基因表达载体的构建 含有 2 农杆菌转化 花粉管通道法 RNA聚合酶 让害虫吞食转基因棉花的叶片，观察害虫的存活情况以确定其是否具有抗虫性状 抗原一抗体杂交 植物激素（或“植物激素类似物”）

【解析】试题分析：本题综合考查学生对基因工程的知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知识网络。在此基础上，结合问题情境，从题图和题意中提取有效信息并与植物组织培养过程建立联系，进行相关问题的解答。

(1) 基因工程的核心是基因表达载体的构建。提取目的基因时，可以通过从构建的Bt基因组文库中获得，因基因组文库包含了一种生物的全部基因，所以通过此途径获得的基因含有启动子。利用PCR技术扩增目的基因时，引物通过碱基互补配对与DNA单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶的作用下延伸，因此引物的序列通常为2种。

(2) 图中将目的基因导入幼苗受体细胞时采用的是农杆菌转化法。此外，基因工程中将目的基因导入植物细胞还可采用基因枪法和花粉管通道法。

(3) 启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。可见，Bt基因在受体细胞中表达时，启动子与RNA聚合酶识别并结合，从而驱动转录过程。要检测抗虫棉最终是否培育成功，在个体水平上的鉴定过程可简述为：让害虫吞食转基因棉花的叶片，观察害虫的存活情况以确定其是否具有抗虫性状；也可以通过抗原一抗体杂交技术行分子水平的检测。

(4) Ⅳ为植物组织培养过程中的脱分化，在Ⅳ培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素等多种营养物质外，还需要在培养基中加入适量的植物激素（或“植物激素类似物”）。