Question

3．分析資料，回答下列有關遺傳信息傳遞與生物工程等問題．
P5CS是植物合成脯氨酸的關鍵酶，脯氨酸有助于植物抵御干旱．如圖1是將P5CS基因轉入煙草細胞獲得耐旱煙草植株過程的示意圖．

（1）要將P5CS基因成功插入Ti質粒中，Ti質粒的中應含有HindⅢ、SalⅠ限制酶的酶切割位點．
（2）若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶M和N切割Ti質粒DNA，通過凝膠電泳分離分析得下表．限制酶M和N的識別序列和切割位點如圖2所示．

凝膠電泳結果
片段大小（ kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	+		+
2.0			+
3.0			+
4.0			+
5.0	+
6.0			+
7.0		+
9.0		+
10.0	+

該Ti質粒DNA的長度為51.16kbkb．在該DNA分子中，M酶的切割位點有3個．M酶與N酶切出的能相互粘連的末端能在酶的作用下相互連接，請將連接的結果表示出來：．連接后的序列是否可以用M酶、N酶進行切割，并簡述理由：否，連接后的序列不是M酶和N酶所能識別的特定的堿基序列
（3）③過程需在農桿菌的培養基中添加四環素才能篩選出含P5CS基因的Ti質粒的農桿菌．
（4）轉基因是否成功，在個體水平上檢測可采用的指標是抗旱/耐旱．
（5）將轉入P5CS基因的煙草細胞培養成完整的植物需要用植物組織培養技術，愈傷組織通過再分化（細胞增殖和分化）發育成完整植株，此過程除營養物質外還必須向培養基中添加植物激素（生長素和細胞分裂素）．
（6）下列有關基因工程的敘述錯誤的是ABD（多選）
A．質粒上的目的基因必須整合到受體細胞的DNA上才能不被分解
B．以蛋白質的氨基酸序列為依據合成的目的基因與原基因的堿基序列相同
C．沒有與目的基因重組的質粒也可以進入受體細胞
D．質粒上的抗生素抗性基因有利于質粒與外源基因連接．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示是將P5CS基因轉入煙草細胞獲得耐旱煙草植株過程的示意圖，其中①表示基因表達載體的構建過程；②表示將目的基因導入農桿菌細胞；③表示目的基因隨著農桿菌的增殖而擴增；④表示脫分化過程；⑤表示再分化過程；⑥⑦表示個體發育過程．
分析表格可知，Ti質粒DNA是雙鏈閉合環狀的DNA分子，因此限制酶在切割時，用酶M得到3個片段，則有3個切點，用酶N得到2個片段，則有2個切點．圖2中可以看出，兩種限制酶切割形成的黏性末端相同，因此可以在DNA連接酶的作用下相互連接．由于酶的專一性，連接后不能再用M酶、N酶進行切割，因為連接后的序列不是M酶和N酶所能識別的特定的堿基序列．

解答 解：（1）由圖可知，目的基因前有HindⅢ限制酶切割位點，后有SalⅠ限制酶切割位點，因此要將P5CS基因成功插入Ti質粒中，Ti質粒的T-DNA中應含有HindⅢ、SalⅠ限制酶切割位點．
（2）表格中+表示該片段的存在以及含量，用酶M切割產生了一個1.0kb的、一個5.0kb的、一個10.0kb的片段，因此則該DNA的長度為16Kb．由于質粒為環狀DNA，用酶M得到3個片段，則有3個切點，用酶N得到2個片段，則有2個切點．M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA連接酶催化連接，連接如圖．當連接后，沒有了兩種酶的識別序列，因此兩種酶不能再切割．

（3）由圖可知，標記基因是四環素抗性基因，因此③過程需在農桿菌的培養基中添加四環素才能篩選出含P5CS基因的Ti質粒的農桿菌．
（4）檢測目的基因是否整合到煙草細胞染色體DNA上，采用DNA分子雜交技術；轉基因是否成功可以直接在個體水平上對轉基因植物與非轉基因植物的抗旱（或耐旱）性能進行比較．
（5）將轉基因煙草細胞培育成完整的植株還需采用植物組織培養技術，該技術包括脫分化和再分化兩個重要的步驟，即轉基因煙草細胞首先經過脫分化過程形成愈傷組織，愈傷組織再經過再分化發育成完整植株；決定脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的種類和比例，尤其是生長素和細胞分裂素．
（6）A、用質粒作為運載體時，質粒上的目的基因不需要整合到受體細胞的DNA上，用病毒或噬菌體作為運載體時，目的基因需整合到受體細胞DNA上，A錯誤；
B、真核生物基因有編碼區和非編碼區之分，并且編碼區包括外顯子和內含子，而以蛋白質的氨基酸序列為依據合成的目的基因只包含外顯子，沒有內含子和非編碼序列，因此與原基因的堿基序列不同，B錯誤；
C、沒有與目的基因重組的普通質粒也可以進入受體細胞，C正確；
D、質粒上至少要有一個標記基因，抗生素抗性基因為標記基因，有利于檢測目的基因是否導入受體細胞，D錯誤．
故選：ABD．
故答案為：
（1）HindⅢ、SalⅠ
（2）16kb；  3      否，連接后的序列不是M酶和N酶所能識別的特定的堿基序列
（3）四環素   
（4）抗旱/耐旱
（5）植物組織培養　　植物激素（生長素和細胞分裂素）
（6）ABD

點評 本題結合將P5CS基因轉入煙草細胞獲得耐旱煙草植株過程的示意圖，考查基因工程和細胞工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟；識記植物組織培養的過程及相關應用，能正確分析題圖，并能從中提取有效信息準確答題．