Question

2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书．图甲表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：

（1）④过程应用的主要生物技术是

 

．
（2）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于

 

工程技术范畴．
（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造．下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制性内切酶作用位点），据图乙分析：
①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入

 

．
②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除质粒上的

 

（基因），保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于

 

．第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等．
③若用限制酶Ⅰ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒．分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的现象是

 

．科学家预言，此种“转基因抗虫水稻”独立种植若干代以后，将出现不抗虫的植株，此现象来源于

 

．
（4）由于重组质粒成功导入受体细胞的频率

 

．所以在转化后通常需要进行

 

操作．
（5）为扩大可耕地面积，增加粮食产量，科学家应用耐盐基因继续改良上述抗虫水稻．
①获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图丙中的

 

处，DNA连接酶作用于

 

处．（填“a”或“b”）
②将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法、

 

法和

 

法．
③为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的

 

作探针进行分子杂交检测，又要用

 

方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,植物培养的条件及过程

专题：

分析：分析图解，图甲中①表示基因表达载体的构建，②表示重组质粒导入土壤农杆菌，③表示土壤农杆菌感染水稻细胞，④表示利用植物组织培养技术培养转基因植物．
图乙中，基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子和终止子．标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质．
图丙中，表示双链DNA的片段，a表示磷酸二酯键，b表示氢键．

解答： 解：（1）④过程表示利用植物组织培养技术培养转基因植物．
（2）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种心的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程．
（3）①启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质．
②图中看出，tms基因能够编码生长素，tmr基因能够编码细胞分裂素，这两种激素能够促进植物的生长．因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理，其目的之一是除去或破坏质粒上的tmr、tms，保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；另外只有一个插入位点，也有利于目的基因（或外源DNA）准确插入．
③若用限制酶Ⅱ切割改造过的理想质粒，质粒上的抗四环素的标记基因（tet）就会破坏，所以以含四环素和卡那霉素的培养基培养后，在含卡那霉素的培养基能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长．此种“转基因抗虫水稻”独立种植若干代以后，将出现不抗虫的植株，此现象来源于基因突变．
（4）由于重组质粒成功导入受体细胞的频率低．所以在转化后通常需要进行筛选操作．
（5）①获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图丙中的a磷酸二酯键处，DNA连接酶作用于a磷酸二酯键处．
②将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法．
③为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的耐盐基因（目的基因）作探针进行分子杂交检测，又要用一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性．
故答案为：
（1）植物组织培养
（2）蛋白质
（3）①启动子  
②tms和tmr     目的基因（或外源DNA）准确插入
③在含卡那霉素的培养基能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长     基因突变
（4）低      筛选
（5）①a　    a　
②基因枪、花粉管通道　
③耐盐基因（目的基因）　一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）

点评：本题考查了基因工程的相关知识，意在考查考生析图能力和理解能力，并能够运用所学知识与观点做出合理的判断或得出正确的结论的能力，难度适中．考生要能够识记基因工程中的工具酶、基因表达载体的组成；在分析图解时找准限制酶切割位点；掌握目的基因检测与鉴定的方面并进行运用．