Question

9．我国科学家成功克隆了控制水稻理想株型的关键多效基因IPA1．研究发现，基因IPA1发生突变后，会使水稻穗粒数和千粒重（以克表示的一千粒种子的重量）增加，同时茎秆变得粗壮，增加了抗倒伏能力．实验显示，将突变后的IPA1基因导入常规水稻品种，可以使其产量增加10%以上．如图表示该水稻新品种的简易培育流程，据图回答：

（1）如图所示流程中步骤①是实验所用技术的核心步骤．此步骤使突变的IPA1基因和Ti质粒构成重组质粒．该步骤需用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（2）将重组质粒导入土壤农杆菌之前，常用氯化钙（CaCl₂或Ca²⁺）处理该细菌，以增加该细菌的通透性．为了确定突变的IPA1基因是否插入水稻胚细胞的染色体DNA，可用DNA分子杂交法技术进行检测．
（3）每个含突变基因IPA1的重组质粒中至少含1个限制性核酸内切酶识别位点．
（4）④过程得到水稻新品种植株应用的主要生物技术是植物组织培养，原理是植物细胞的全能性．
（5）从变异类型上分析，该水稻新品种的新性状的出现应该属于可遗传变异中的基因重组．

Answer 1

分析 分析题图：图示表示水稻新品种的简易培育流程，其中①表示基因表达载体的构建过程；②表示将重组质粒导入土壤农杆菌的过程；③表示采用农杆菌转化法将目的基因导入水稻胚细胞的过程；④表示采用植物组织培养技术将转基因细胞培养成转基因水稻新品种．

解答 解：（1）步骤①为基因表达载体的构建过程，过程需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子获得突变的IPA1基因和运载体Ti质粒，还需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．
（2）当受体细胞是微生物细胞时，采常用氯化钙处理，以增加细菌细胞壁的通透性，让其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞，以利于重组质粒导入．为了确定突变的IPA1基因是否插入水稻胚细胞的染色体DNA，可用DNA分子杂交法．
（3）每个含突变基因IPA1的重组质粒中至少含1个限制性核酸内切酶识别位点．
（4）④表示采用植物组织培养技术将转基因细胞培养成转基因水稻植株，该技术的原理是植物细胞的全能性．
（5）转基因水稻的培育采用了基因工程技术，该技术的原理是基因重组．
故答案为：
（1）①突变的IPA1基因    Ti质粒      限制性核酸内切酶和DNA连接酶
（2）氯化钙（CaCl₂或Ca²⁺）   DNA分子杂交法 
（3）1
（4）植物组织培养 植物细胞的全能性 
（5）基因重组

点评 本题结合转基因水稻的培育流程图，考查基因工程、植物组织培养等知识，要求考生识记基因工程的原理、工具及操作步骤，能准确判断图中各步骤的名称；识记植物组织培养技术的原理、过程及条件，能结合图中信息答题．