Question

【題目】基因工程是在現代生物學、化學和工程學基礎上建立和發展起來的，并有賴于微生物學理論和技術的發展運用。基因工程基本操作流程如下圖，請據圖分析回答：

（1）圖中A是_______；在基因工程中，②拼接過程所使用的DNA連接酶有兩類。既可以“縫合”黏性末端，又可以“縫合”平末端的是_____DNA連接酶。只能連接黏性末端的是______DNA連接酶。

（2）在上述基因工程的操作過程中，遵循堿基互補配對原則的步驟有______。（用圖解中序號表示）

（3）將基因表達載體導入動物的受精卵中常用______法。如果受體細胞是大腸桿菌，需要用_____處理細胞，使之成為______，才能吸收DNA分子。

（4）研究中發現，番茄體內的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，導致害蟲無法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因導入玉米體內，玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，玉米這種變異的來源可以看成是______。

（5）科學家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法將該基因導入金茶花葉片細胞的染色體DNA上，經培養長成的植株具備了抗病性，這說明_____，若把目的基因導入該植物的葉綠體DNA中，則其產生的配子中_____（填“一定”或“不一定”）含有該基因。

（6）假如用得到的二倍體轉基因抗枯萎病植株自交，子代中抗病與不抗病植株的數量比為3：1時，則可推測該抗病基因整合到了_____上（填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”）。

Answer 1

【答案】 運載體 T4DNA連接酶 E.coli ①②④ 顯微注射法 Ca2+ 感受態細胞 基因重組 目的基因（抗枯萎病的基因）已表達 不一定 同源染色體的一條上

【解析】分析題圖，圖示是基因工程的基本操作流程，其中A為運載體；①表示目的基因的獲取；②表示基因表達載體的構建過程；③表示將目的基因導入受體細胞；④表示篩選含有重組DNA的受體細胞并進行擴增；最后進行重組細胞克隆。

（1）根據以上分析已知，圖中A表示運載體；常見的DNA連接酶有T4DNA連接酶和E·coli連接酶，前者既可以“縫合”黏性末端，又可以“縫合”平末端，而后者只能連接黏性末端。

（2）在圖示過程中，①表示目的基因的獲取，該過程需遵循堿基互補原則；②表示基因表達載體的構建過程，該過程需遵循堿基互補原則；③表示將目的基因導入受體細胞，不需要遵循堿基互補配對原則；④表示篩選和擴增過程，需要遵循堿基互補配對原則。

（3）將基因表達載體導入動物受精卵常用的方法是顯微注射法；將基因表達載體導入微生物細胞的方法是感受態細胞法，即用鈣離子處理大腸桿菌，使之成為感受態，有利于大腸桿菌吸收重組DNA分子。

（4）根據題意分析，人們利用基因工程技術成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因導入玉米體內，使得玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀。基因工程的原理是基因重組，因此玉米這種變異的來源屬于基因重組。

（5）根據題意分析，將目的基因（抗枯萎病的基因）導入金茶花葉片細胞的染色體DNA上后，培養成的植株具備了抗病性，說明目的基因已經成功表達了；葉綠體DNA屬于細胞質基因，其遺傳方式為母系遺傳，若把目的基因導入該植物的葉綠體DNA中，則其產生的雌配子中可能含有該基因，而其產生的雄配子中不含有該基因。

（6）根據題意分析，用獲得的二倍體轉基因抗枯萎病植株自交，后代的性狀分離比為3:1，相當于一對等位基因的雜合子自交實驗，說明該抗病基因整合到了同源染色體的一條上，另一條沒有該基因。