Question

蘇云金桿菌合成的伴孢晶體蛋白經昆蟲腸液消化后成毒性肽，可導致昆蟲死亡。農科院成功地將蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白基因轉移到了棉花細胞內，培育出了抗蟲棉。

(1)若圖A表示蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白的基因，圖中已標明了編碼區(qū)，請你將其他部分的名稱填寫在圖中相應的位置上，并標出RNA聚合酶結合的位點。

圖A

(2)培育抗蟲棉的基因操作一般要經歷以下四個步驟：

①提取目的基因。若獲得了伴孢晶體蛋白基因的信使RNA，并以此為模板合成相應基因，除了要加入四種　　　　　 為原料外，還需加入特殊的　　　　 　 酶。

　　　　　　　　

②目的基因與運載體結合。質粒是常用的運載體，它存在于　　　　　　　 等生物中。進行上述操作時，要用同一種　　　　　　　　 分別切割質粒和目的基因，用　　　　　 進行縫合。若目的基因的黏性末端如圖B所示，則運載體上能與之接合的黏性末端是：(在框內繪圖作答)

③將目的基因導入棉花受體細胞。

④目的基因的檢測和表達。表達的產物是　　　　　　 。

(3)如果將抗蟲基因導入二倍體植物，并篩選到一株有抗蟲特性的轉基因植物。經分析，該植株的某一條染色體攜帶有目的基因。理論上，該植物自交F₁中出現不具有抗蟲特性的植物的概率是　　　　　 。

(4)種植上述轉基因植物，它所攜帶的目的基因有可能通過花粉傳遞給近緣物種，造成 “基因污染”。如果把目的基因導入葉綠體DNA中，就可以避免上述“基因污染”，因為葉綠體的遺傳特點是　　　　　 ，目的基因不會通過花粉傳遞給下一代。

 

Answer 1

（1）

 

（2）①脫氧核苷酸；逆轉錄；②許多細菌和酵母菌；限制酶；DNA連接酶；④伴孢晶體蛋白；（3）1／4；（4）母系遺傳

 

本題主要考查基因結構、基因工程的操作步驟等相關知識，牢記教材中基因工程操作的工具、操作步驟等基礎知識是解答本題的關鍵。(1)基因包括非編碼區(qū)和編碼區(qū)兩部分，在編碼區(qū)上游的非編碼區(qū)內有RNA聚合酶結合的位點。（2）在提取目的基因的過程中，以mRNA為模板合成基因（DNA）的過程是逆轉錄，需要的原料是脫氧核苷酸；質粒通常存在于許多細菌和酵母菌等微生物體內，在目的基因與運載體結合的過程中，需要限制酶分別切割質粒和目的基因，獲得相同的黏性末端，按照堿基互補配對原則，用DNA連接酶進行縫合；在目的基因的檢測和表達過程中，表達的產物是在蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白基因控制下合成的伴孢晶體蛋白。（3）根據減數分裂的特點，含有目的基因的植株會產生兩種配子，其中一種配子含有目的基因，這樣的植物自交，會出現1/4后代不具有抗蟲特性。（4）葉綠體位于細胞質基質中，葉綠體中的基因的遺傳是細胞質遺傳，即母系遺傳。