Question

【題目】下圖表示“華恢1號”抗蟲水稻主要培育流程，據圖回答：

（1）殺蟲基因通過①～④，最終在宿主細胞內維持穩定和表達的過程中核心步驟是_________。（填序號）

（2）殺蟲基因(crylA)是根據幾種Bt毒蛋白的分子結構，設計并人工合成的，這屬于________________技術范疇。

（3）組建理想的載體需要對天然的質粒進行改造。下圖是天然土壤農桿菌Ti質粒結構示意圖(示部分基因及部分限制酶作用位點)，據圖分析：

①人工改造質粒時，要使抗蟲基因能成功表達，還應插入________作用是__________________________。

②人工改造質粒時，用限制酶Ⅰ處理，其目的是：第一，去除質粒上的____________________________(基因)，保證T－DNA進入水稻細胞后不會促進細胞的分裂和生長；第二，使質粒帶有單一限制酶作用位點，有利于_______________。第三，使質粒大小合適，可以提高轉化效率等。

③若用限制酶Ⅱ分別切割經過②過程改造的理想質粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構成重組Ti質粒。分別以含四環素和卡那霉素的培養基培養已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，觀察到的細菌生長情況是______________________________________。

（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端為，則請畫出DNA被限制酶Ⅱ切割后形成末端的過程_________________________________。

Answer 1

【答案】 ① 蛋白質工程 啟動子 RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動基因轉錄mRNA,獲得蛋白質 tms 目的基因(或外源DNA)準確插入 在含卡那霉素的培養基中能夠生長，而在含四環素的培養基中不能生長

【解析】試題分析：根據圖示“華恢1號”抗蟲水稻主要培育流程分析可知，過程①為基因表達載體的構建；過程②是將目的基因導入土壤農桿菌；過程③是通過農桿菌轉化法將含有目的基因再導入水稻胚細胞內；過程④是利用植物組織培養技術培養轉基因水稻植株。蛋白質工程的原理(實質)：改造基因。標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。啟動子是一段特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質。

(1)基因工程中核心步驟是構建基因表達載體，即圖中①。

(2)蛋白質工程指以蛋白質的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行基因改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需要。蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。所以人工改造殺蟲基因(crylA)新的Bt毒蛋白分子，這屬于蛋白質工程技術范疇。

(3)①啟動子是一段特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質。

②限制酶Ⅰ的其中一個作用位點在tms基因上，所以它可破壞了tms基因的作用。另外限制酶的作用位點也有利于目的基因(或外源DNA)準確插入。

③限制酶Ⅱ分別切割質粒，破壞了tmr和tet基因，tet基因是四環素抗性基因。但卡那霉素抗性基因沒有被破壞.重組Ti質粒，再分別以含四環素和卡那霉素的培養基培養已成功導入抗蟲基因的水稻胚細胞，觀察到的細胞生長的情況是在含卡那霉素的培養基中能夠生長，而在含四環素的培養基中不能生長。

④限制酶Ⅱ切割DNA會產生兩個2個切口，如圖所示：