Question

回答下列有關遺傳信息傳遞表達和基因工程的問題．
圖1表示基因的結構示意圖及利用基因工程培育抗蟲棉的過程示意圖．
（1）圖1中進行①操作時，切割運載體和目的基因酶的特點是

 

．
圖中Ⅲ是導入目的基因的根細胞，經培養、篩選獲得一株有抗蟲特性的轉基因植株．③過程所用的現代生物技術是

 

，從遺傳學角度來看，根細胞通過③過程，能形成棉植株的根本原因是

 

．
（2）下列是幾種氨基酸的密碼子，據此推斷圖1中合成的多肽，其前三個氨基酸依次是

 

．（甲硫氨酸AUG、絲氨酸UCU、酪氨酸UAC、精氨酸CGA和AGA、丙氨酸GCU）
圖2為某種作為運載體的質粒簡圖，箭頭所指分別為限制酶EcoRI、BamHI的酶切位點，amp^R為青霉素抗性基因，tet^R 為四環素抗性基因．已知目的基因的兩端分別有EcoRI、BamHI的酶切位點．將含有目的基因的DNA與該質粒分別用EcoRI酶切，酶切產物用DNA連接酶進行連接后，將上述連接產物導入原本沒有amp^R和tet^R的大腸桿菌（受體細胞）
（3）將上述大腸桿菌涂布在含四環素的培養基上培養，能生長的大腸桿菌所含有的連接產物是

 

．為了得到“目的基因-運載體”連接物，防止酶切后DNA片段之間產生的末端發生任意連接，切割時應選用的酶是

 

．2007年日本和美國兩位科學家，他們用逆轉錄病毒為載體，將四個不同作用的關鍵基因間接轉入人體體細胞內，令其與原有基因發生重組，然后使體細胞變成了一個具有類似胚胎干細胞功能的細胞．
（4）上述材料中“以逆轉錄病毒為載體”，但逆轉錄病毒不能直接攜帶目的基因，主要原因是

 

．因此需要將目的基因進行何種處理，才能與病毒RNA重組

 

．

Answer 1

考點：基因工程的應用

專題：

分析：分析圖1：①表示基因表達載體的構建過程；②是將目的基因導入受體細胞的過程；③植物組織培養過程，其原理是植物細胞具有全能性．Ⅰ是質粒（運載體）、Ⅱ是重組質粒、Ⅲ是導入重組質粒的受體細胞．
分析圖2：質粒含有限制酶EcoRI和BamHI的切割位點，但均位于青霉素抗性基因上，所以無論用哪一種酶切割均會破壞青霉素抗性基因，但不會破壞四環素抗性基因．

解答： 解：（1）①是構建基因表達載體的過程，需要限制酶切割運載體和含有目的基因的外源DNA分子，限制酶能識別雙鏈DNA分子的某種特定脫氧核苷酸序列及切斷其中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的鍵．③表示采用植物組織培養技術將受體細胞培養成植株的過程，其原理是植物細胞具有全能性．因為根細胞具有發育成完整個體的全部遺傳信息，所以根細胞通過植物組織培養也能形成完整植株．
（2）多肽是以mRNA為模板翻譯形成的，圖中mRNA上前三個密碼子依次是AUG、GCU、UCU，對應的氨基酸依次是甲硫氨酸、丙氨酸、絲氨酸．
（3）用EcoRI酶將含有目的基因的DNA與該質粒，會破壞質粒上的四環素抗性基因，但沒有破環青霉素抗性基因，因此導入重組質粒的大腸桿菌能抗青霉素，但不能抗四環素，所以將上述大腸桿菌涂布在含四環素的培養基上培養，能生長的大腸桿菌所含有的連接產物是運載體-運載體．為了得到“目的基因-運載體”連接物，切割時應選用的酶是EcoRI和BamHI，這樣可以產生不同的黏性末端，能防止酶切后DNA片段之間產生的末端發生任意連接．
（4）因為人的基因是雙鏈DNA，逆轉錄病毒的RNA是單鏈，所以上述材料中的逆轉錄病毒不能直接攜帶目的基因．因此先要以目的基因的一條鏈為模板合成單鏈RNA，然后才能與病毒RNA重組．
故答案：（1）能識別雙鏈DNA分子的某種特定脫氧核苷酸序列及切斷其中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的鍵    植物組織培養     發育成完整個體的全部遺傳信息（遺傳物質）
（2）甲硫氨酸  丙氨酸  絲氨酸
（3）運載體-運載體     EcoRI和BamHI
（4）人的基因是雙鏈DNA，逆轉錄病毒的RNA是單鏈※以其中一條鏈為模板合成單鏈RNA

點評：本題結合轉基因抗蟲棉的產生過程，考查基因工程、基因控制蛋白質合成等相關知識，意在考查考生的識圖能力和識記能力；能理解所學知識要點，把握知識間內在聯系的能力；能運用所學知識解決生物學問題的能力．