Question

16．如圖表示某抗蟲水稻主要培育流程．請據(jù)圖分析回答問題：

（1）過程①需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶．過程②常用CaCl₂（或Ca²⁺）溶液處理土壤農(nóng)桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞．過程④依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞的全能性．
（2）組建理想的載體需要對(duì)天然的質(zhì)粒進(jìn)行改造．如圖是天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖（圖上標(biāo)注了部分基因及部分限制酶作用位點(diǎn)）．請據(jù)圖分析回答問題：

①人工改造時(shí)，要使抗蟲基因表達(dá)，還應(yīng)插入啟動(dòng)子．
②人工改造時(shí)用限制酶Ⅱ處理，其目的是：第一，去除質(zhì)粒上的tms和tmr兩個(gè)基因（用圖中基因字母符號(hào)表示），以保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會(huì)引起細(xì)胞的無限分裂和生長；第二，使質(zhì)粒帶有單一限制酶作用位點(diǎn)，有利于目的基因（或外源DNA）的準(zhǔn)確插入．第三，使質(zhì)粒大小合適，可以提高轉(zhuǎn)化效率等．
③若用限制酶Ⅰ分別切割改造過的理想質(zhì)粒和帶有抗蟲基因的DNA分子，并構(gòu)成重組Ti質(zhì)粒．分別以含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)已成功導(dǎo)入抗蟲基因的水稻胚細(xì)胞，結(jié)果是在含卡那霉素的培養(yǎng)基上能夠生長．
（3）限制酶Ⅱ識(shí)別的核苷酸序列及切割位點(diǎn)為-G^↓ACGTC-（“^↓”表示切割位點(diǎn)），請?jiān)诖痤}紙上畫出切割DNA分子雙鏈后形成的黏性末端上的堿基．

Answer 1

分析 分析題圖：①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，②將目的基因?qū)�入農(nóng)桿菌細(xì)胞，③表示用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞，④表示植物組織培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)基因植物．圖2表示質(zhì)粒，其中四環(huán)素抗性基因和卡那霉素抗性基因?qū)儆跇?biāo)記基因，被限制酶Ⅱ切割后四環(huán)素抗性基因結(jié)構(gòu)被破壞，則在四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長．

解答 解：（1）過程①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶．過程②常用CaCl₂溶液處理土壤農(nóng)桿菌，使其成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)，使目的基因容易導(dǎo)入．過程④表示植物組織培養(yǎng)，依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞的全能性．
（2）①基因表達(dá)載體一般由目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子等部分組成，人工改造時(shí)，要使抗蟲基因表達(dá)，還應(yīng)插入啟動(dòng)子．
②如圖tms和tmr是控制生長素和細(xì)胞分裂素的基因所以應(yīng)去除，保證T-DNA進(jìn)入水稻細(xì)胞后不會(huì)促進(jìn)細(xì)胞的分裂和生長；為了目的基因的準(zhǔn)確插入應(yīng)使質(zhì)粒帶有單一限制酶作用位點(diǎn)．
③限制酶Ⅱ分別切割經(jīng)過②過程改造的理想質(zhì)粒，則沒有抗四環(huán)素的標(biāo)記基因，所以在含四環(huán)素和卡那霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)后，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長，在含卡那霉素的培養(yǎng)基能夠生長．
（3）限制酶Ⅱ識(shí)別的核苷酸序列及切割位點(diǎn)為-G^↓ACGTC-（“^↓”表示切割位點(diǎn)），所以切割DNA分子后形成的黏性末端上的堿基序列為．
故答案為：
（1）限制酶和DNA連接酶   CaCl₂（或Ca²⁺）  感受態(tài)  植物細(xì)胞的全能性    
（2）①啟動(dòng)子   ②tms和tmr   目的基因（或外源DNA） ③卡那霉素
（3）

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基因工程的原理及技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中的一些生物學(xué)問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力