Question

我國科學家張道遠先生通過從耐旱灌木白花檉柳中克隆得到TSOD基因，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)化到棉花中，獲得了具備更強抗旱性的T4代轉(zhuǎn)基因棉花株系．下圖為轉(zhuǎn)基因抗旱棉花的培育過程示意圖，請據(jù)圖回答：

（1）①過程表示用

 

 擴增目的基因的方法．②過程用到的工具酶有

 

．步驟③一般用

 

 處理農(nóng)桿菌，使其易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子．
（2）將重組質(zhì)粒導入棉花細胞除步驟④所示的方法外，還可采用

 

．如果受體細胞是動物的受精卵，則一般采用的方法是

 

．
（3）外植體培養(yǎng)成為試管苗的過程采用了

 

 技術(shù)，利用了

 

 的原理，步驟⑤⑥表示

 

．
（4）為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素標記的作探針進行分子水平鑒定，再

 

 進行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析圖，可知①是獲取目的基因，②是構(gòu)建基因表達載體，③導入目的基因，④用目的農(nóng)桿菌感染植物細胞，并轉(zhuǎn)化目的基因，⑤是脫分化，⑥是再分化，⑤⑥是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將細胞培養(yǎng)成完整植株的過程．
1、PCR技術(shù)擴增目的基因（適用于目的基因的核苷酸序列已知的情況）．PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術(shù)，其原理是DNA復制，需要模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶），以指數(shù)的方式擴增，即約2ⁿ．
2、將目的基因?qū)�入受體細胞，如受體細胞是植物細胞，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（約80%的轉(zhuǎn)基因植物都是用這種方法獲得的），具體過程：目的基因插人Ti質(zhì)粒的T-DNA上 農(nóng)桿菌→導入植物細胞→目的基因整合到植物細胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達．另外，還可用基因槍法和花粉管通道法；如果受體細胞是動物細胞，常用顯微注射技術(shù)；如果受體細胞是微生物細胞，用Ca²⁺處理細胞→感受態(tài)細胞→表達載體與感受態(tài)細胞混合（在緩沖液中）→一定溫度下，感受態(tài)細胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化．
3、目的基因的檢測與鑒定：基因探針--用放射性同位素（或熒光分子）標記的含有目的基因DNA片段．（1）分子水平上的檢測 
  ①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)
  ②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)
  ③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)
（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．（例：用蟲食用棉花，觀察其存活情況，來鑒定棉花是否具有抗蟲特性．）

解答： 解：（1）①是目的基因，數(shù)目太少，可以通過PCR擴增技術(shù)，可以在短時間內(nèi)大量擴增目的基因．②過程是構(gòu)建基因表達載體，此過程需要用同一種切割限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶），再用DNA連接酶連接．步驟③將目的基因?qū)�入到農(nóng)桿菌，農(nóng)桿菌是微生物，一般要用Ca²⁺（或CaCl₂）  處理農(nóng)桿菌，使其處于感受態(tài)，易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子．
（2）將目的基因?qū)�入植物細胞有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法．如果受體細胞是動物細胞，常用顯微注射技術(shù)；
（3）外植體培養(yǎng)成為試管苗常采用體現(xiàn)植物細胞的全能性的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，步驟⑤⑥分別表示脫分化、再分化．
（4）為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，除分子水平鑒定外，也可再將具有抗旱基因（TaMnSOD基因、目的基因）的個體移栽到干旱土地中，進行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性．
故答案為：
（1）PCR技術(shù)     限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶）、DNA連接酶     Ca²⁺（或CaCl₂）
（2）花粉管通道法（基因槍法）     顯微注射法
 （3）植物組織培養(yǎng)    植物細胞的全能性     脫分化、再分化  
（4）抗旱基因（TaMnSOD基因、目的基因）移栽到干旱土地中

點評：本題考查了基因工程的原理和技術(shù)的相關(guān)知識，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．