Question

16．2009年10月，我國自主研發的轉基因抗蟲水稻“華恢1號”獲得農業部頒發的安全證書．如圖1表示該抗蟲水稻主要培育流程，據圖回答：

（1）④過程應用的主要生物技術是植物組織培養．
（2）殺蟲基因（crylA）是人們根據幾種Bt毒蛋白的分子結構，設計并人工合成的，這屬于蛋白質工程技術范疇．
（3）組建理想的載體需要對天然的質粒進行改造．如圖2是天然土壤農桿菌Ti質粒結構示意圖（示部分基因及部分限制性內切酶作用位點），據圖分析：
①人工改造時，要使抗蟲基因表達，還應插入啟動子．
②人工改造時用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質粒上的tms和tmr（基因），保證T-DNA進入水稻細胞后不會引起細胞的無限分裂和生長；第二，使質粒帶有單一限制酶作用位點，有利于目的基因（或外源DNA）準確插入．第三，使質粒大小合適，可以提高轉化效率等．
③若用限制酶Ⅰ分別切割改造過的理想質粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構成重組Ti質粒．分別以含四環素和卡那霉素的培養基培養已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，觀察到的細胞生長的現象是在含卡那霉素的培養基能夠生長，而在含四環素的培養基中不能生長．
（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端為$\left.\begin{array}{l}{-CTGCA}\\{-G}\end{array}\right.$，則該酶識別的核苷酸序列是GACGTC．

Answer 1

分析 上圖表示的是抗除草劑大豆的形成過程，其中①表示質粒的獲取和切割；②是用DNA連接酶連接目的基因和質粒，獲得重組質粒；③目的基因導入受體細胞；④表示將受體細胞進行植物組織培養，這一技術利用了植物細胞的全能性，包括2個關鍵步驟，即利用含有一定營養和激素的培養基誘導植物細胞進行脫分化和再分化．

解答 解：（1）如圖導入目的基因的受體細胞培養成植株需要用到植物組織培養技術．
（2）生產出自然界沒有的蛋白質屬于蛋白質工程．
（3）①作為基因工程載體的質粒應該包含：復制原點、限制酶的切割位點、標記基因、啟動子和終止子．圖中的Ti質粒缺少啟動子，所以要使抗蟲基因表達，還應插入啟動子．
②若用限制酶II處理該質粒，可去除質粒上的tms基因和tmr基因，這樣可以保證T-DNA進入水稻細胞后不會引起細胞的無限分裂和生長；用限制酶II處理后，該質粒只保留了一個限制酶作用位點，這樣有利于目的基因的準確插入．
③用限制酶I分別切割改造過的理想質粒，破環了Ti質粒上的四環素抗性基因，但沒有破環卡那霉素抗性基因，所以分別以含四環素和卡那霉素的培養基培養已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，觀察到現象是在含有卡那霉素的培養基上能夠生長，而在含四環素的培養基上不能生長．
（4）限制酶識別的核苷酸序列一般是回文序列，所以由黏性末端序列可知該酶識別的核苷酸序列．
故答案為：
（1）植物組織培養  
（2）蛋白質
（3）①啟動子    ②tms和tmr    目的基因（或外源DNA）準確插入
③在含卡那霉素的培養基能夠生長，而在含四環素的培養基中不能生長
（4）GACGTC

點評 本題難度適中，屬于考綱中識記、理解層次的要求，著重考查了基因工程的步驟、基因表達載體的組成、蛋白質工程等知識，要求考生具有一定的識圖分析能力，解題的關鍵是明確基因工程的過程．