Question

蘇云金桿菌合成的伴孢晶體蛋白經(jīng)昆蟲(chóng)腸液消化后成毒性肽，可導(dǎo)致昆蟲(chóng)死亡。農(nóng)科院成功地將蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白基因轉(zhuǎn)移到了棉花細(xì)胞內(nèi)，培育出了抗蟲(chóng)棉。

(1)若圖A表示蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白的基因，圖中已標(biāo)明了編碼區(qū)，請(qǐng)你將其他部分的名稱(chēng)填寫(xiě)在圖中相應(yīng)的位置上，并標(biāo)出RNA聚合酶結(jié)合的位點(diǎn)。

圖A

(2)培育抗蟲(chóng)棉的基因操作一般要經(jīng)歷以下四個(gè)步驟：

①提取目的基因。若獲得了伴孢晶體蛋白基因的信使RNA，并以此為模板合成相應(yīng)基因，除了要加入四種　　　　　 為原料外，還需加入特殊的　　　　 　 酶。

　　　　　　　　

②目的基因與運(yùn)載體結(jié)合。質(zhì)粒是常用的運(yùn)載體，它存在于　　　　　　　 等生物中。進(jìn)行上述操作時(shí)，要用同一種　　　　　　　　 分別切割質(zhì)粒和目的基因，用　　　　　 進(jìn)行縫合。若目的基因的黏性末端如圖B所示，則運(yùn)載體上能與之接合的黏性末端是：(在框內(nèi)繪圖作答)

③將目的基因?qū)�入棉花受體細(xì)胞。

④目的基因的檢測(cè)和表達(dá)。表達(dá)的產(chǎn)物是　　　　　　 。

(3)如果將抗蟲(chóng)基因?qū)�入二倍體植物，并篩選到一株有抗蟲(chóng)特性的轉(zhuǎn)基因植物。經(jīng)分析，該植株的某一條染色體攜帶有目的基因。理論上，該植物自交F₁中出現(xiàn)不具有抗蟲(chóng)特性的植物的概率是　　　　　 。

(4)種植上述轉(zhuǎn)基因植物，它所攜帶的目的基因有可能通過(guò)花粉傳遞給近緣物種，造成 “基因污染”。如果把目的基因?qū)�入葉綠體DNA中，就可以避免上述“基因污染”，因?yàn)槿~綠體的遺傳特點(diǎn)是　　　　　 ，目的基因不會(huì)通過(guò)花粉傳遞給下一代。

 

Answer 1

（1）

 

（2）①脫氧核苷酸；逆轉(zhuǎn)錄；②許多細(xì)菌和酵母菌；限制酶；DNA連接酶；④伴孢晶體蛋白；（3）1／4；（4）母系遺傳

 

本題主要考查基因結(jié)構(gòu)、基因工程的操作步驟等相關(guān)知識(shí)，牢記教材中基因工程操作的工具、操作步驟等基礎(chǔ)知識(shí)是解答本題的關(guān)鍵。(1)基因包括非編碼區(qū)和編碼區(qū)兩部分，在編碼區(qū)上游的非編碼區(qū)內(nèi)有RNA聚合酶結(jié)合的位點(diǎn)。（2）在提取目的基因的過(guò)程中，以mRNA為模板合成基因（DNA）的過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄，需要的原料是脫氧核苷酸；質(zhì)粒通常存在于許多細(xì)菌和酵母菌等微生物體內(nèi)，在目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的過(guò)程中，需要限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，獲得相同的黏性末端，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，用DNA連接酶進(jìn)行縫合；在目的基因的檢測(cè)和表達(dá)過(guò)程中，表達(dá)的產(chǎn)物是在蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白基因控制下合成的伴孢晶體蛋白。（3）根據(jù)減數(shù)分裂的特點(diǎn)，含有目的基因的植株會(huì)產(chǎn)生兩種配子，其中一種配子含有目的基因，這樣的植物自交，會(huì)出現(xiàn)1/4后代不具有抗蟲(chóng)特性。（4）葉綠體位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，葉綠體中的基因的遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳，即母系遺傳。