Question

20．如圖1表示我國自主研發的轉基因抗蟲水稻“華恢1號”的主要培育流程，請據圖回答：

（1）殺蟲基因通過①-④，最終在宿主細胞內維持穩定和表達的過程叫做轉化；其中①（填標號）是轉基因抗蟲水稻的核心步驟，需要的工具酶是限制性核酸內切酶（限制酶）、DNA連接酶．
（2）“華恢1號”的培育過程應用的主要生物技術有基因工程技術（轉基因技術）、植物組織培養技術．
（3）構建重組質粒時，常用Ti質粒作為載體，是因為Ti質粒上具有T-DNA，它能把目的基因整合到受體細胞（植株細胞）中染色體的DNA上．
（4）圖2是天然土壤農桿菌Ti質粒結構示意圖（部分基因及部分限制酶作用位點），組建理想的載體需要對天然的質粒進行改造．據圖分析：
①人工改造質粒時，要使抗蟲基因表達，還應插入啟動子，其作用是為RNA聚合酶提供識別和結合的部位，驅動轉錄．
②人工改造質粒時，先用限制酶Ⅰ處理，可以去除質粒上的tms基因和tmr基因（填上圖質粒上的基因名稱），保證重組質粒進入水稻細胞后不會促進細胞的分裂和生長；然后再用限制酶Ⅱ分別切割經過改造的理想質粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構成重組Ti質粒，那么成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞將不能在含四環素（填抗生素名稱）的培養基上生長．

Answer 1

分析 分析圖解，圖中①表示基因表達載體的構建，②表示重組質粒導入土壤農桿菌，③表示土壤農桿菌感染水稻細胞，④表示利用植物組織培養技術培養轉基因植物．
基因表達載體包括目的基因、標記基因、啟動子和終止子．
標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來．
啟動子是一段特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質．

解答 解：（1）殺蟲基因通過①-④，最終在宿主細胞內維持穩定和表達的過程叫做轉化；其中①過程表示基因表達載體的構建，這是轉基因抗蟲水稻的核心步驟，需要的工具酶是限制性核酸內切酶（限制酶）、DNA連接酶．
（2）分析圖解可知，“華恢1號”的培育過程應用的主要生物技術有基因工程技術（轉基因技術）、植物組織培養技術．
（3）構建重組質粒時，常用Ti質粒作為載體，是因為Ti質粒上具有T-DNA，它能把目的基因整合到受體細胞（植株細胞）中染色體的DNA上．
（4）①啟動子是一段特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質．
②圖中看出，tms基因能夠編碼生長素，tmr基因能夠編碼細胞分裂素，這兩種激素能夠促進植物的生長．因此人工改造時用限制酶Ⅰ處理，其目的之一是除去或破壞質粒上的tmr、tms，保證T-DNA進入水稻細胞后不會引起細胞的無限分裂和生長；另外只有一個插入位點，也有利于目的基因（或外源DNA）準確插入．
故答案為：
（1）轉化  ①限制性核酸內切酶（限制酶）   DNA連接酶
（2）基因工程技術（轉基因技術）      植物組織培養技術
（3）T-DNA  染色體的DNA
（4）①啟動子   為RNA聚合酶提供識別和結合的部位，驅動轉錄
②tms      tmr    四環素

點評 本題考查了基因工程的相關知識，意在考查考生析圖能力和理解能力，并能夠運用所學知識與觀點做出合理的判斷或得出正確的結論的能力，難度適中．考生要能夠識記基因工程中的工具酶、基因表達載體的組成；在分析圖解時找準限制酶切割位點．