Question

4．普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），能在纤维细胞中特异性表达，产生的β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解，棉纤维长度变短．为了培育新的棉花品种，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体，利用农杆菌转化法导入棉花细胞，成功获得转基因棉花品种，具体过程如图．请分析回答：

（1）①和②过程中所用的限制性内切酶分别是HindⅢ、BamHⅠ、SmaⅠ．
（2）基因表达载体除了图示组成外，至少有复制原点、终止子、标记基因等（至少答两个）．
（3）③过程中用酶切法可鉴定正、反义表达载体．用SmaⅠ酶和NotⅠ酶完全切割正义基因表达载体获得0.05kb、3.25kb、5.95kb、9.45kb四种长度的DNA片段，则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是6.0kb和12.7kb．
（4）④过程中利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程中，整合到棉花细胞染色体DNA的区段是（含有E6启动子和GhMnaA2基因的）T-DNA，转化后的细胞再通过植物组织培养形成植物体．
（5）导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而阻止 （促进或抑制）基因的表达，其意义是β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长．

Answer 1

分析 分析题图：①和②过程表示基因表达载体的构建过程．在①过程中，纤维细胞E6启动子前后含有限制酶HindⅢ和BamHⅠ的切割位点，因此可以用这两种酶切割；②是构建反义GhMnaA2基因表达载体的过程，反义GhMnaA2基因前后有限制酶SmaⅠ的切割位点，因此可以该酶切割获取目的基因；③是扩增、鉴定、筛选反义表达载体；④是利用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞；最后采用植物组织培养技术将受体细胞培养形成植物体．

解答 解：（1）纤维细胞E6启动子前后含有限制酶HindⅢ和BamHⅠ的切割位点，因此可以用这两种酶切割；②是构建反义GhMnaA2基因表达载体的过程，反义GhMnaA2基因前后有限制酶SmaⅠ的切割位点，因此可以该酶切割获取目的基因．
（2）基因表达载体由启动子、目的基因、复制原点、终止子和标记基因等部分组成．
（3）③过程中，用SmaⅠ酶和NotⅠ酶切正义基因表达载体获得0.05kb、3.25kb、5.95kb、9.45kb四种长度的DNA片段，则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是0.05kb+5.95kb=6.0kb、3.25kb+9.45kb=12.7kb．
（4）农杆菌介导转化棉花细胞的过程中，整合到棉花细胞染色体DNA的区段是含有E6启动子和GhMnaA2基因的T-DNA．转化后，还需依据植物细胞的全能性，采用植物组织培养技术将受体细胞培养形成植物体．
（5）导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而抑制基因的表达的翻译过程，进而阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长．
故答案为：
（1）HindⅢ、BamHⅠSmaⅠ
（2）复制原点、终止子、标记基因等
（3）6.0kb  12.7kb
（4）（含有E6启动子和GhMnaA2基因的）T-DNA  植物组织培养
（5）阻止     β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长

点评 本题结合转基因棉花品种培养流程图，考查基因工程和植物细胞工程的相关知识，意在考查考生分析题图提取有效信息的能力；识记能力和理解所学知识要点的能力；能运用所学知识，对生物学问题做出准确的判断和得出正确的结论．