Question

1．下圖表示利用基因工程培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）若限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-↓GATC-，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-G↓GATCC-，那么在①過(guò)程中，應(yīng)用限制酶Ⅱ切割質(zhì)粒，用限制酶Ⅰ（Ⅰ和Ⅱ）切割抗蟲(chóng)基因． 
請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被限制性內(nèi)切酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端：．①過(guò)程所需工具酶還有DNA連接酶．該酶對(duì)所連接的DNA兩端堿基序列是否有專一性要求？否．
（2）通過(guò)①過(guò)程中得到的重組質(zhì)粒就是基因表達(dá)載體，它除了圖中所體現(xiàn)的組成外，還必須有的組成是啟動(dòng)子、終止子等．構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心，其目的是：使目的基因在受體細(xì)胞中在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代、能夠表達(dá)和發(fā)揮作用．
（3）將通過(guò)②過(guò)程得到的農(nóng)桿菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能夠生長(zhǎng)說(shuō)明已導(dǎo)入了普通質(zhì)�；蛑亟M質(zhì)粒，反之則說(shuō)明沒(méi)有導(dǎo)人． 
（4）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)移目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，目的基因的最終位置是受體細(xì)胞染色體DNA上，是否得到符合要求的受體細(xì)胞，檢測(cè)所采用的方法是：DNA分子雜交技術(shù)，經(jīng)篩選分析，該植株細(xì)胞中的一條染色體上含有一個(gè)攜帶抗蟲(chóng)基因的DNA片段，理論上，該轉(zhuǎn)基因植株與普通普通棉雜交所獲F1中，仍具有抗蟲(chóng)特性的植株占總數(shù)的$\frac{1}{2}$．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示表示利用基因工程培育抗蟲(chóng)棉過(guò)程，其中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，該過(guò)程需要限制酶和DNA連接酶；②是將目的基因?qū)�入大腸桿菌細(xì)胞，使之隨著大腸桿菌細(xì)胞的繁殖而擴(kuò)增；③④表示采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入棉花根�?xì)胞；⑤表示采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將受體細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株．

解答 解：（1）由圖可知，質(zhì)粒上的兩個(gè)標(biāo)記基因中均有限制酶Ⅰ（-↓GATC-）的識(shí)別序列和切點(diǎn)，若用該酶切割會(huì)將兩個(gè)標(biāo)記基因均破壞，因此只能用限制酶Ⅱ切割質(zhì)粒，但切割含有抗蟲(chóng)基因的外源DNA分子時(shí)可以只用限制酶Ⅰ，也可以同時(shí)用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ．限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-G↓GATCC-，因此用限制酶Ⅱ割后所形成的黏性末端是．①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，該過(guò)程還需要用DNA連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒；DNA連接酶對(duì)所連接的DNA兩端堿基序列酶有專一性要求，只要黏性末端相同即可．
（2）基因表達(dá)載體的組成包括啟動(dòng)子、目的基因、標(biāo)記基因和終止子等，因此除了圖中組成（標(biāo)記基因和目的基因）外，還必須有的組成是啟動(dòng)子、終止子等．構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心，其目的：是使目的基因在受體細(xì)胞中在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代、能夠表達(dá)和發(fā)揮作用．
（3）用限制酶Ⅱ切割質(zhì)粒后會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因，不會(huì)破壞四環(huán)素抗性基因，因此能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存的大腸桿菌已經(jīng)成功導(dǎo)入普通質(zhì)粒或重組質(zhì)粒，反之則說(shuō)明沒(méi)有導(dǎo)入．
（4）檢測(cè)目的基因是否整合到受體細(xì)胞染色體DNA上可采用DNA分子雜交技術(shù)；該植株細(xì)胞中含有一個(gè)攜帶抗蟲(chóng)基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子（記作Aa），則理論上，該轉(zhuǎn)基因植株與普通普通棉（aa）雜交所獲F₁代中，仍具有抗蟲(chóng)特性的植株（A_）占總數(shù)的$\frac{1}{2}$．
故答案為：
（1）ⅡⅠ（Ⅰ和Ⅱ）        DNA連接酶     否
（2）啟動(dòng)子、終止子   在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代     能夠表達(dá)和發(fā)揮作用
（3）四環(huán)素
（4）DNA分子雜交技術(shù)   $\frac{1}{2}$

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因棉花培育過(guò)程圖，考查基因工程、基因分離定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用等知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的工程及操作步驟，能根據(jù)限制酶識(shí)別序列選擇合適的限制酶，并能準(zhǔn)確判斷圖中各過(guò)程的名稱；掌握基因分離定律的實(shí)質(zhì)，并能運(yùn)用其進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算．