Question

16．如图表示某抗虫水稻主要培育流程．请据图分析回答问题：

（1）过程①需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶．过程②常用CaCl₂（或Ca²⁺）溶液处理土壤农杆菌，使其成为感受态细胞．过程④依据的生物学原理是植物细胞的全能性．
（2）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造．如图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（图上标注了部分基因及部分限制酶作用位点）．请据图分析回答问题：

①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入启动子．
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tms和tmr两个基因（用图中基因字母符号表示），以保证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，有利于目的基因（或外源DNA）的准确插入．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，结果是在含卡那霉素的培养基上能够生长．
（3）限制酶Ⅱ识别的核苷酸序列及切割位点为-G^↓ACGTC-（“^↓”表示切割位点），请在答题纸上画出切割DNA分子双链后形成的黏性末端上的碱基．

Answer 1

分析 分析题图：①表示基因表达载体的构建，②将目的基因导入农杆菌细胞，③表示用农杆菌转化受体细胞，④表示植物组织培养形成转基因植物．图2表示质粒，其中四环素抗性基因和卡那霉素抗性基因属于标记基因，被限制酶Ⅱ切割后四环素抗性基因结构被破坏，则在四环素的培养基中不能生长．

解答 解：（1）过程①表示基因表达载体的构建，需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶．过程②常用CaCl₂溶液处理土壤农杆菌，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，使目的基因容易导入．过程④表示植物组织培养，依据的生物学原理是植物细胞的全能性．
（2）①基因表达载体一般由目的基因、标记基因、启动子和终止子等部分组成，人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入启动子．
②如图tms和tmr是控制生长素和细胞分裂素的基因所以应去除，保证T-DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长；为了目的基因的准确插入应使质粒带有单一限制酶作用位点．
③限制酶Ⅱ分别切割经过②过程改造的理想质粒，则没有抗四环素的标记基因，所以在含四环素和卡那霉素的培养基培养后，在含四环素的培养基中不能生长，在含卡那霉素的培养基能够生长．
（3）限制酶Ⅱ识别的核苷酸序列及切割位点为-G^↓ACGTC-（“^↓”表示切割位点），所以切割DNA分子后形成的黏性末端上的碱基序列为．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶   CaCl₂（或Ca²⁺）  感受态  植物细胞的全能性    
（2）①启动子   ②tms和tmr   目的基因（或外源DNA） ③卡那霉素
（3）

点评 本题考查了基因工程的原理及技术的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力