Question

10．2009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．下图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植物组织培养，利用植物细胞的全能性的基本原理．
（2）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的蛋白质，这属于蛋白质工程技术范畴．
（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造．如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），据图分析：

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tar（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，有利于目的基因准确插入．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，观察到的细胞生长的现象是在含卡那霉素的培养基能够生长，在含四环素的培养基上不能生长．
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端为${\;}_{-G}^{-GTGCA}$，则该酶识别的核苷酸序列是GACGTC．

Answer 1

分析 分析图解：图中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．
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．

解答 解：（1））④过程应用的主要生物技术是植物组织培养；该技术的过程主要包括脱分化和再分化，两个阶段，利用的基本原理是植物细胞的全能性．
（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．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，这属于蛋白质工程．
（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．
（4））若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为，则该酶识别的核苷酸序列是GACGTC．
故答案为：
（1）植物组织培养   植物细胞的全能性
（2）蛋白质   蛋白质
（3）①启动子 ②tms和tar 目的基因准确插入 ③在含卡那霉素的培养基能够生长，在含四环素的培养基上不能生长
（4）GACGTC

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．