Question

2．如圖1表示某抗蟲水稻主要培育流程．請據圖分析回答問題：

（1）過程①需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶．過程②常用CaCl₂溶液處理土壤農桿菌，使其成為感受態．過程④依據的生物學原理是植物細胞的全能性．
（2）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（圖上標注了部分基因及部分限制酶作用位點）．請據圖分析回答問題：

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兩個基因（用圖中基因字母符號表示），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；第二，使質粒帶有單一限制酶作用位點，有利于目的基因的準確插入．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，結果是在含卡那霉素的培養基上能夠生長．
（3）限制酶Ⅱ識別的核苷酸序列及切割位點為-G^↓ACGTC-（“^↓”表示切割位點），請在答題紙提供的雙鏈上標出切割DNA分子后形成的黏性末端上的堿基．

Answer 1

分析 據圖分析，①表示基因表達載體的構建，②將目的基因導入農桿菌細胞，③表示用農桿菌轉化受體細胞，④表示植物組織培養形成轉基因植物．圖2表示質粒，其中四環素抗性基因和卡那霉素抗性基因屬于標記基因，被限制酶Ⅱ切割后四環素抗性基因結構被破壞，則在四環素的培養基中不能生長．

解答 解：（1）過程①表示基因表達載體的構建，需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶．過程②常用CaCl₂溶液處理土壤農桿菌，使其成為感受態，使目的基因容易導入．過程④表示植物組織培養，依據的生物學原理是植物細胞的全能性．
（2）①基因表達載體一般由目的基因、標記基因、啟動子和終止子等部分組成，人工改造時，要使抗蟲基因表達，還應插入啟動子．
②如圖tms和tmr是控制生長素和細胞分裂素的基因所以應去除，保證T-DNA進入水稻細胞后不會促進細胞的分裂和生長；為了目的基因的準確插入應使質粒帶有單一限制酶作用位點．
③限制酶Ⅱ分別切割經過②過程改造的理想質粒，則沒有抗四環素的標記基因，所以在含四環素和卡那霉素的培養基培養后，在含四環素的培養基中不能生長，在含卡那霉素的培養基能夠生長．
（3）限制酶Ⅱ識別的核苷酸序列及切割位點為-G^↓ACGTC-（“^↓”表示切割位點），所以切割DNA分子后形成的黏性末端上的堿基序列為．
故答案為：
（1）限制酶和DNA連接酶   CaCl₂    植物細胞的全能性
（2）①啟動子    ②tms和tmr     目的基因     ③卡那霉素
（3）

點評 本題考查了基因工程的原理及技術的相關知識，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系；理論聯系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．