Question

3．科學家通過基因工程技術，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉入到普通棉株細胞內，并成功地實現了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株--抗蟲棉．其過程大致如圖所示，請回答：

（1）基因工程的操作程序主要包括四個步驟，其核心是基因表達載體的構建．
（2）獲取Bt毒蛋白基因的方法一般有從基因文庫中獲取目的基因、利用PCR技術擴增目的基因、利用DNA合成儀用化學方法直接人工合成等等．
（3）Ti質粒是農桿菌中的一種質粒，其上有T-DNA．把目的基因插入Ti質粒的中T-DNA中，是利用了T-DNA的可轉移至受體細胞并整合到受體細胞染色體DNA分子上的特點．Bt毒蛋白基因轉入到普通棉株細胞內的過程，在基因工程中稱為轉化．
（4）該題中，將目的基因導入受體細胞的方法是農桿菌轉化法．
（5）一個基因表達載體必須有啟動子、終止子、目的基因和標記基因等．
（6）目的基因能否在棉花植株體內穩定維持并表達其遺傳特性，關鍵是目的基因能否插入到受體細胞的染色體DNA分子上．這需要通過檢測才能知道．檢測采用的方法是DNA分子雜交技術．從個體生物學水平看，又該如何檢測？抗蟲的接種實驗．

Answer 1

分析 1、分析題圖：圖示為抗蟲棉的培育過程，首先獲取目的基因，構建基因表達載體；其次采用農桿菌轉化法將目的基因導入棉花細胞；最后采用植物組織培養技術將轉基因細胞培育成轉基因植株．
2、基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：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．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：：（1）進行基因工程操作一般要經過的四個步驟是：目的基因的獲取；基因表達載體的構建（或目的基因與運載體結合）；將目的基因導入受體細胞；目的基因的檢測與鑒定．
（2）基因工程中獲取目的基因的方法包括：從基因文庫中獲取目的基因、利用PCR技術擴增目的基因、利用DNA合成儀用化學方法直接人工合成等．
（3）農桿菌中的Ti質粒上的T-DNA可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上．Bt毒蛋白基因轉入普通棉株細胞內并成功實現了表達的過程，在基因工程中稱為轉化．
（4）圖中將目的基因導入植物細胞采用了農桿菌轉化法．
（5）基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、目的基因和表達基因等．
（6）目的基因是否插入到受體細胞染色體DNA上是目的基因能否在棉株體內穩定遺傳的關鍵，可通過DNA分子雜交技術進行檢測目的基因是否導入受體細胞．從個體生物學水平看，還可以通過抗蟲的接種實驗來檢測．
故答案為：
（1）基因表達載體的構建
（2）從基因文庫中獲取目的基因、利用PCR技術擴增目的基因、利用DNA合成儀用化學方法直接人工合成等
（3）可轉移至受體細胞并整合到受體細胞染色體DNA分子上    轉化
（4）農桿菌轉化法
（5）目的基因和標記基因
（6）目的基因能否插入到受體細胞的染色體DNA分子上    DNA分子雜交技術      抗蟲的接種實驗

點評 本題結合轉基因抗蟲棉的培養過程圖，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理、工具及操作步驟，掌握各步驟中應注意的細節，能結合圖中信息答題．