Question

回答下列有關基因工程的問題．普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），能在纖維細胞中特異性表達，產生的β-甘露糖苷酶催化半纖維素降解，棉纖維長度變短．為了培育新的棉花品種，科研人員構建了反義GhMnaA2基因表達載體，利用農桿菌轉化法導入棉花細胞，成功獲得轉基因棉花品種，具體過程如圖，據圖回答問題．

（1）①和②過程中所用的限制性內切酶分別是

 

、

 

．
（2）③過程中用酶切法可鑒定正、反義表達載體．用SmaⅠ酶和NotⅠ酶切正義基因表達載體獲得0.05kb、3.25kb、5.95kb、9.45kb四種長度的DNA片段，則用NotⅠ酶切反義基因表達載體獲得DNA片段的長度應是

 

和

 

．
（3）④過程中利用農桿菌介導轉化棉花細胞的過程中，整合到棉花細胞染色體DNA的區段是含有E6啟動子和GhMnaA2基因的T-DNA，轉化后的細胞再通過

 

形成完整植物體．培養過程中，脫分化形成愈傷組織和再分化形成完整植株主要取決于培養基中

 

．該培養技術通常采用培養基．
（4）導入細胞內的反義GhMnaA2轉錄的mRNA能與細胞內的GhMnaA2轉錄的mRNA互補配對，從而抑制基因的表達，其意義是

 

．
（5）下列有關基因及基因工程的敘述，正確的是

 

（多選）．
A．自然選擇使基因發生定向變異
B．基因診斷的基本原理是DNA分子雜交
C．DNA連接酶、限制性內切酶是構建重組質粒必需的工具酶
D．人工合成目的基因過程中，根據蛋白質中氨基酸序列合成的目的基因的種類可能有多種
E．用基因工程方法創造出一種能分解石油的“超級細菌”，與一般細菌相比，它的繁殖速度極快．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：分析題圖：圖示為轉基因棉花的培育過程．①是纖維細胞E6啟動子和質粒1形成重組質粒2的過程；②是重組質粒2和β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2）形成正義表達載體和反義表達載體的過程；③是擴增、鑒定、篩選出反義表達載體導入農桿菌細胞的過程；④利用農桿菌介導轉化棉花細胞的過程；最后再采用植物組織培養技術獲得轉基因棉花植株．

解答： 解：（1）纖維細胞E6啟動子兩側是限制酶HindⅢ和BamHⅠ的切割位點，且用這兩種限制酶切割可以去除花椰菜病毒啟動子，因此過程①中所用的限制性內切酶是HindⅢ、BamHⅠ；β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2）兩側都是限制酶SmaⅠ的切割位點，因此②中所用的限制性內切酶是SmaⅠ．
（2）正、反義基因表達載體總長度相等，NotⅠ酶切位點在目的基因中的位置不一樣，因此只用NotⅠ酶切反義基因表達載體可獲得兩種長度的DNA片段，即5.95+0.05=6.0kb、9.45+3.25=12.7kb．
（3）將受體細胞培養成轉基因植株需要采用植物組織培養技術．植物組織培養包括脫分化和再分化兩個過程，決定植物脫分化和再分化的關鍵因素是細胞分裂素和生長素濃度比值．該培養技術通常采用MS培養基．
（4）因為在普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因（GhMnaA2），能在纖維細胞中特異性表達，產生的β-甘露糖苷酶催化半纖維素降解，棉纖維長度變短．而導入細胞內的反義GhMnaA2轉錄的mRNA能與棉花細胞內的GhMnaA2轉錄的mRNA互補配對，從而抑制基因的表達，其意義是阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纖維更長．
（5）A、變異是不定向的，A錯誤；
B、基因診斷的基本原理是DNA分子雜交，B正確；
C．構建重組質粒時，首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運載體，其次需要DNA連接酶將目的基因和運載體連接形成重組DNA分子，C正確；
D、由于一種氨基酸可以被一種或一種密碼子編碼，因此人工合成目的基因過程中，根據蛋白質中氨基酸序列合成的目的基因的種類可能有多種，D正確；
E、用基因工程方法創造出一種能分解石油的“超級細菌”，與一般細菌相比，它的分解石油的能力強，而不是繁殖速度快，E錯誤．
故選：BCD．
故答案為：
（1）HindⅢBamHⅠSmaⅠ
（2）6.0kb   12.7kb
（3）植物組織培養   細胞分裂素和生長素濃度比值   MS
（4）阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纖維更長
（5）B、C、D

點評：本題結合轉基因棉花的培育過程圖，考查基因工程、植物組織培養等知識，要求考生識記基因工程的工具及操作步驟，能根據圖中信息選擇正確的限制酶；識記植物組織培養的過程、條件及應用，能運用所學的知識結合題圖答題．