Question

16．在菲律賓首都馬尼拉郊外的田野里，一種被稱為“金色大米”的轉基因水稻已經悄然收獲．這種轉基因大米可以幫助人們補充每天必須的維生素A．由于含有可以生成維生素A的β一胡蘿卜素．它呈現金黃色澤，故稱“金色大米”．“金色大米”的培育流程如圖所示．請回答下列問題（已知酶Ⅰ的識別序列和切點是-G↓GATCC-，酶Ⅱ的識別序列和切點是-↓GATC-）．

（1）培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是基因表達載體的構建．通過該操作形成了圖中的c（填字母），它的構成至少包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因等．
（2）在研究過程中獲取了目的基因后采用PCR技術進行擴增，在構建c過程中目的基因用限制酶Ⅱ（限制酶Ⅰ或限制酶Ⅱ）進行了切割，檢驗重組載體導入能否成功需要利用基因Ⅰ作為標記基因．
（3）過程d通常采用花粉管通道法方法，過程e運用了植物組織培養技術，在該技術應用的過程中，關鍵步驟是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．
（4）若希望該轉基因水稻生產的“金色大米”含維生素A含量更高、效果更好，則需要用過蛋白質工程手段對合成維生素A的相關基因進行設計，該工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多，主要的原因是因為蛋白質的高級結構十分復雜，目前對很多蛋白質的高級結構還不了解．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：圖中a表示轉錄過程，b表示利用mRNA進行逆轉錄合成目的基因，c表示基因表達載體的構建，d表示目的基因導入受體細胞，e是水稻細胞進行植物的組織培養并篩選出符合要求的植株．
目的基因的兩側分別有-GGATCC-、-GATC-兩種序列，根據兩種酶的酶切位點，限制酶Ⅰ只能切割左側的序列，而限制酶Ⅱ可以切割兩側的序列．

解答 解：（1）培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是基因表達載體的構建．通過該操作形成了圖中的c重組質粒，它的構成至少包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因等．
（2）在研究過程中獲取了目的基因后采用PCR技術進行擴增．據圖分析，目的基因的兩側有-GGATCC-、-GATC-兩種序列，由于酶Ⅰ的識別序列和切點是-G↓GATCC-酶II的識別序列和切點是-↓GATC-，因此只能選擇限制酶Ⅱ獲取目的基因．圖中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此檢驗重組載體導入能否成功，需要利用基因Ⅰ作為標記基因．
（3）過程d是將目的基因導入受體細胞，通常采用花粉管通道法；過程e將水稻細胞培養成完整植株運用了細胞工程中的植物組織培養技術，該技術的理論依據是植物細胞的全能性．在該技術應用的過程中，關鍵步驟是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形成愈傷組織，然后再分化形成植株．
（4）若希望該轉基因水稻生產的“金色大米”含維生素A含量更高、效果更好，則需要通過蛋白質工程手段對合成維生素A的相關目的基因進行設計．該工程是一項難度很大的工程，因為蛋白質的高級結構十分復雜，目前對很多蛋白質的高級結構還不了解，所以目前成功的例子不多．
故答案為：
（1）基因表達載體的構建     c    目的基因、啟動子、終止子、標記基因
（2）PCR  限制酶Ⅱ基因Ⅰ
（3）花粉管通道法（或基因槍法） 植物組織培養     脫分化    再分化
（4）蛋白質（1分）  因為蛋白質的高級結構十分復雜，目前對很多蛋白質的高級結構還不了解

點評 本題具有一定的綜合性，難度適中，考查基因工程中目的基因的獲取、基因表達載體的構建、限制酶、植物組織培養技術、蛋白質工程等方面的知識，要求考生能識記基因工程技術的操作步驟，以及限制酶的作用特點，培養了考生識圖能力和審題能力．