Question

香蕉原產熱帶地區，是我國南方重要的經濟作物之一．廣東省冬季常受強寒潮和霜凍影響，對香蕉生長發育影響很大．由香蕉束頂病毒（BBTV，單鏈環狀DNA病毒）引起的香蕉束頂病，對香蕉生產的危害十分嚴重．當前香蕉栽培品種多為三倍體，由于無性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遺傳變異性，因此利用基因工程等現代科技手段提高其種質水平，具有重要意義．
請根據上述材料，回答下列問題：
（1）簡述香蕉大規模快速繁殖技術的過程

 

．
（2）脫毒香蕉苗的獲得，可采用

 

的方法，此方法的依據是

 

和

 

．
（3）建立可靠的BBTV檢測方法可以監控脫毒香蕉苗的質量，請問可用哪些方法檢測病毒的存在？（列舉兩種方法）

 

，

 

．
（4）在某些深海魚中發現的抗凍蛋白基因帥對提高農作物的抗寒能力有較好的應用價值，該基因可以從這些魚的DNA中擴增得到．試述在提取和純化DNA時影響提純效果的因素及其依據．（列舉兩點）

 

、

 

．
（5）如何利用帥基因，通過轉基因技術獲得抗寒能力提高的香蕉植株？在運用轉基因香蕉的過程中，在生態安全方面可能會出現什么問題？（列舉兩點）

 

，

 

．
（6）從細胞工程的角度出發，簡述一種培育抗寒香蕉品種的方法及其依據．另外，抑制果膠裂解酶的活性可以延長香蕉果實儲藏期，請描述采用蛋白質工程技術降低該酶活性的一般過程．

 

．

Answer 1

考點：植物培養的條件及過程

專題：

分析：植物組織培養就是在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株．植物組織培養技術具有廣泛的應用，如植物繁殖的新途徑（快速繁殖優良品種、作物脫毒、人工種子）、作物新品種的培育（單倍體育種和突變體的利用）、細胞產物的工廠化生產．

解答： 解：（1）香蕉大規模快速繁殖技術的過程：選取香蕉外植體，通過誘導脫分化產生愈傷組織，然后通過調整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發長成幼苗）．
（2）由于植物的莖尖、芽等分生組織沒有病毒，所以依據細胞的全能性原理，進行莖尖（分生組織）組織培養可以獲得脫毒苗．
（3）檢測BBTV病毒基因可采用DNA分子雜交技術，檢測BBTV病毒蛋白，可采用抗原一抗體的雜交．
（4）在提取和純化DNA時，影響提純效果的因素有：①選擇NaCl溶液的合適濃度，利用DNA和其它雜質在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，達到分離目的；②加人一定量酒精，使部分蛋白質雜質溶解于酒精，與DNA分離；③加人蛋白酶，除去蛋白質雜質的干擾；④控制DNA提取的溫度，使大多數蛋白質雜質變性．
（5）采用轉基因技術獲得抗寒能力提高的香蕉植株的過程：將抗凍蛋白基因插人土壤農桿菌的質粒，構建表達載體，通過農桿菌的轉化導人香蕉受體細胞，成功轉化的香蕉細胞通過組織培養形成植株．生態安全問題包括：①外源基因擴散到其他物種（外源基因漂移）；②轉基因植株擴散影響生態系統的結構和功能；③轉基因植株擴散對生物多樣性的影響；④轉基因植物殘體或分泌物對環境的影響．
（6）培育抗寒香蕉品種的方法：體細胞雜交育種，其依據是將不同品種的香蕉體細胞利用細胞融合技術融合成雜種細胞后培育出抗寒香蕉品種（或體細胞誘變育種，其依據是利用誘變劑等方法使香蕉離體培養細胞發生基因突變，然后篩選培育出抗寒品種）．采用蛋白質工程技術降低該酶活性的一般過程：①果膠裂解酶蛋白的功能分析，②果膠裂解酶蛋白的結構預測和設計，③果膠裂解酶基因的改造．
故答案為：
（1）選取香蕉外植體，通過誘導脫分化產生愈傷組織，然后通過調整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發長成幼苗）．
（2）莖尖（分生組織）組織培養；莖尖不帶病毒（或病毒在植物體內分布不均勻）；植物細胞全能性．
（3）①BBTV病毒基因的檢測（DNA分子雜交技術）；②BBTV病毒蛋白的檢測（獲得抗血清，利用抗原一抗體的雜交反應，判斷病毒是否存在）．
（4）①選擇NaCl溶液的合適濃度，利用DNA和其它雜質在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，達到分離目的；②加人一定量酒精，使部分蛋白質雜質溶解于酒精，與DNA分離；③加人蛋白酶，除去蛋白質雜質的干擾；④控制DNA提取的溫度，使大多數蛋白質雜質變性．
（5）將抗凍蛋白基因插人土壤農桿菌的質粒，構建表達載體，通過農桿菌的轉化導人香蕉受體細胞，成功轉化的香蕉細胞通過組織培養形成植株．生態安全問題包括：①外源基因擴散到其他物種（外源基因漂移）；②轉基因
植株擴散影響生態系統的結構和功能；③轉基因植株擴散對生物多樣性的影響；④轉基因植物殘體或分泌物對環境的影響．
（6）體細胞雜交育種，其依據是將不同品種的香蕉體細胞利用細胞融合技術融合成雜種細胞后培育出抗寒香蕉品種（或體細胞誘變育種，其依據是利用誘變劑等方法使香蕉離體培養細胞發生基因突變，然后篩選培育出抗寒品種）．蛋白質工程方法的步驟為：①果膠裂解酶蛋白的功能分析，②果膠裂解酶蛋白的結構預測和設計，③果膠裂解酶基因的改造．

點評：本題引導考生關注對科學、技術和社會發展有重要意義的生物學新進展；考查考生對細胞工程、基因工程及蛋白質工程等現代生物科技內容的掌握，考查考生對轉基因生物的安全性問題的理解；考查考生合理運用現代生物科技手段解決自然界和社會生活中的生物學問題．