Question

17．我們?nèi)粘３缘拇竺字需F含量極低，科研人員通過(guò)基因工程等技術(shù)，培育出了鐵含量比普通大米高60%的轉(zhuǎn)基因水稻，改良了稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)．下圖為培育轉(zhuǎn)基因水稻過(guò)程示意圖，請(qǐng)分析回答．

（1）鐵結(jié)合蛋白基因來(lái)自菜豆，可通過(guò)PCR擴(kuò)增獲取，如果該基因脫氧核苷酸序列已知且比較小，還可用化學(xué)方法直接人工合成．
（2）構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時(shí)，通常先要用（同種）限制酶分別切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒．將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌時(shí)，可以用Ca²⁺（氯化鈣）處理農(nóng)桿菌，使重組Ti質(zhì)粒易于導(dǎo)入．
（3）將含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與水稻愈傷組織共同培養(yǎng)時(shí)，通過(guò)培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng)，可以獲得含有重組質(zhì)粒的愈傷組織；培養(yǎng)基3與培養(yǎng)基2的區(qū)別是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度比例（植物激素比例）．檢測(cè)培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否達(dá)到，需要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因稻米鐵的含量．
（4）為研究外源基因的遺傳方式，將T₀代植株上收獲的種子種植成T₁代株系，檢測(cè)各單株的潮霉素抗性．在檢測(cè)的多數(shù)T₁代株系內(nèi)，抗潮霉素植株與潮霉素敏感植株的比例為3：1，此結(jié)果說(shuō)明外源基因的遺傳符合（基因的）分離定律．有少數(shù)T₁代株系的所有植株都表現(xiàn)為對(duì)潮霉素敏感，但其體內(nèi)能檢測(cè)到鐵結(jié)合蛋白基因，造成這一結(jié)果最可能的原因是潮霉素基因沒有表達(dá)．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：重組Ti質(zhì)粒中鐵結(jié)合蛋白基因稱為目的基因，潮霉素抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因；將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；將開花后未成熟的胚進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，脫分化形成愈傷組織，作為受體細(xì)胞，最終培育形成轉(zhuǎn)基因水稻，過(guò)程中需要生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素進(jìn)行調(diào)節(jié)．

解答 解：（l）如果基因的脫氧核苷酸序列已知，可以用化學(xué)合成法獲得此目的基因，再用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增．
（2）構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程中，通常要用同一種限制酶分別切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，然后再用DNA連接酶連接成重組質(zhì)粒．將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌時(shí)，可以用CaCl₂溶液處理農(nóng)桿菌成為感受態(tài)細(xì)胞，易于重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入．
（3）質(zhì)粒上的標(biāo)記基因?yàn)槌泵顾乜剐曰�因，因此通過(guò)培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng)，可以獲得含有重組質(zhì)粒的愈傷組織．培養(yǎng)基3與培養(yǎng)基2的區(qū)別是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度比例不同．檢測(cè)培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否達(dá)到，需要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻成熟種子中鐵含量．
（4）細(xì)胞導(dǎo)入目的基因后，可將該細(xì)胞認(rèn)為是攜帶目的基因的雜合子，自交后代中，抗潮霉素植株與潮霉素敏感植株的比例為3：1，此結(jié)果說(shuō)明外源基因的遺傳符合基因的分離定律．如果體內(nèi)能檢測(cè)到鐵結(jié)合蛋白基因，而表現(xiàn)為對(duì)潮霉素敏感，最有可能的就是潮霉素抗性基因沒有表達(dá)或者潮霉素抗性基因丟失．
故答案為：
（1）PCR      化學(xué)
（2）（同種）限制酶      含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒       Ca²⁺（氯化鈣）
（3）含有重組質(zhì)粒的愈傷組織    生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度比例（植物激素比例）   鐵的含量          
（4）（基因的）分離定律     潮霉素基因沒有表達(dá)

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程中培育轉(zhuǎn)基因水稻的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解的知識(shí)要點(diǎn)、獲取信息以及識(shí)圖分析能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．