Question

【題目】植物組織培養與基因工程技術在科學研究和生產實踐中得到了廣泛的應用。為使水稻獲得抗除草劑性狀，科研人員將除草劑草甘膦抗性基因轉入水稻植株，獲得抗草甘膦轉基因水稻。請回答問題。

注：GUS基因表達產物經染色能從無色變成藍色

（1）將草甘膦抗性基因作為____________，與Ti質粒用相同的____________和DNA連接酶處理構建基因表達載體。

（2）取某品種水稻的幼胚，先進行____________處理，然后接種到培養基中，水稻幼胚細胞發生____________形成愈傷組織。培養過程中曾出現下圖所示的不同培養結果，該不同結果的出現主要是由于培養基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是____________和____________。

（3）利用PCR技術，可以鑒定被侵染的愈傷組織中是否含有草甘膦抗性基因。草甘膦抗性基因的部分序列如下：

5'—ATGGCT．．．．．．．．．AGGAAC—3'

3'—TACCGA．．．．．．．．．TCCTTG—5'

根據上述序列應選擇引物____________（填字母）進行PCR。

A．引物：5'-TACCGA-3' B．引物：5'-GTTCCT-3'

C．引物：5'-AUGGCU-3' D．引物：5’-ATGGCT-3’

（4）除了鑒定愈傷組織中是否含有目的基因以外，還可以利用GUS基因表達產物的鑒定進行圖中的篩選2，以確定目的基因是否____________。兩次篩選后得到的轉基因愈傷組織經過細胞的____________過程，獲得轉基因水稻。

（5）為獲得具有抗除草劑性狀的轉基因水稻，還需要在個體水平進行抗性測試。請你設計一個實驗方案，篩選出對草甘膦具有抗性的轉基因水稻（只寫出實驗思路即可）。_______________________。

Answer 1

【答案】目的基因 限制酶 消毒 脫分化 生長素 細胞分裂素 BD 表達 再分化 選取長勢相同的野生型和轉基因水稻，用等量相同濃度的草甘膦農藥噴灑，相同環境條件下培養一段時間后，觀測水稻的生長情況

【解析】

1.基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取，②基因表達載體的構建，③將目的基因導入受體細胞，④目的基因的檢測與鑒定。

2.分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因：DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA：分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質：抗原-抗體雜交技術。

（1）根據題干信息和圖形分析可知，草甘膦抗性基因為目的基因，將其與Ti質粒連接成重組質粒（基因表達載體）時需要用同一種限制酶進行切割。

（2）取某品種水稻的幼胚，進行植物組織培養時，要注意無菌操作，先將外植體進行消毒，然后接種到培養基中培養，幼胚發生脫分化形成愈傷組織；圖B和圖C形成的結果不同，是因為培養基中細胞分裂素和生長素的用量不同導致的。

（3）根據題意分析，已知草甘膦抗性基因的部分序列，由于PCR技術中，子鏈合成的方向是從5'到3' ，因此應選擇引物BD進行PCR技術。

（4）據圖分析可知，目的基因插入的位置在GUS基因旁邊，而GUS基因表達產物經染色能從無色變成藍色，因此可以利用GUS基因表達產物的鑒定進行圖中的篩選2，以確定目的基因是否表達；兩次篩選后得到的轉基因愈傷組織經過再分化形成胚狀體，進而獲得完整的轉基因水稻植株。

（5）根據題意分析，現要從個體水平進行抗性測試，篩選出對草甘膦具有抗性的轉基因水稻，則應該對其噴灑草甘膦農藥，具體操作如下：首先選取長勢相同的野生型和轉基因水稻,然后用等量的相同濃度的草甘膦農藥噴灑，并在相同環境條件下培養一段時間后，通過觀測水稻的生長情況進行篩選。