Question

19．如图为培育转基因抗虫棉的两种思路，请据图回答问题：

（1）与思路2相比，思路1的优点是筛选出的目的植株能稳定遗传（是纯合子）．
（2）构建重组质粒时，需要使用的限制酶是EcoRⅠ和BamHⅠ，还需要使用的工具酶是DNA连接酶．
（3）图中过程①获取的完整的重组质粒，除了图中标出的特殊DNA片段外，还应该有标记基因（和复制原点）等部分；过程②常用的方法是农杆菌转化法；过程③常用的试剂为秋水仙素；培育获取棉株2 或棉株4采用的生物学技术是植物组织培养．
（4）为检测棉株3、棉株4的抗虫特性，常使用的方法是接种害虫，观察棉株是否有抗虫能力．

Answer 1

分析 1、分析题图：思路1是采用单倍体育种方法，结合基因工程，培育出目的植株．比思路2相比，该方法的优点是目的植物是纯合子，能稳定遗传．
2、图为培育转基因抗虫棉的两种思路，思路1中，其中①表示基因表达载体的构建过程；②表示将目的基因导入受体细胞；③用人工诱导单倍体转变成正常的植物．
3、基因表达载体的构建的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因
4、将目的基因导入受体细胞，受体细胞不同，转化的方法不同：
将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法，其次还有基因枪法和 花粉管通道法等．
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术．此方法的受体细胞多是受精卵．
将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是 大肠杆菌，其转化方法是：先用 Ca²⁺处理细胞，使其成为  感受态细胞，再将 重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程．

解答 解：（1）思路1是采用单倍体育种方法，结合基因工程，培育出目的植株，比思路2相比，该方法的优点是目的植物是纯合子，能稳定遗传．
（2）根据图分析，如果用SmaI酶切割目的基因时，会破坏目的基因，因此用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子时，不能使用SmaⅠ酶切割．因此只能选用的限制酶是EcoRⅠ和BamHI切割目的基因和运载体，还需要使用的工具酶是DNA连接酶，构建基因表达载体．
（3）过程①是构建基因表达载体，即重组质粒．基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有标记基因．过程②是将目的基因导入受体细胞中，受体细胞是植物细胞，常用的方法是农杆菌转化法；棉株2是单倍体幼苗中外植体中细胞经过植物组织培养技术获取的，是单倍体．过程③常用的试剂为秋水仙素，是植株2细胞中染色体数目增倍，获取纯合体植株3．
（4）为检测棉株3、棉株4的抗虫特性，常使用的方法是接种害虫，观察棉株是否有抗虫能力．
故答案为：
（1）能稳定遗传（是纯合子）
（2）EcoRⅠ和BamHⅠDNA连接酶
（3）标记基因（和复制原点）   农杆菌转化法  秋水仙素   植物组织培养
（4）接种害虫，观察棉株是否有抗虫能力

点评 本题结合图解，考查基因工程的原理及技术、植物组织培养技术、单倍体育种．要求考生正确分析题图，关注图中相关细节，找出思路1和思路2的不同点：思路1中的外植体来自于单倍体幼苗，思路2中外植体来自于正常的外植体．