Question

【題目】美國(guó)食品藥品管理局于2018年5月24日宣布，經(jīng)過(guò)基因改造的黃金大米可以安全食用。據(jù)此，飽受非議的黃金大米終于得到公眾的認(rèn)可。已知維生素A缺乏會(huì)導(dǎo)致夜盲癥，β一胡蘿卜素會(huì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成維生素A。黃金大米是通過(guò)基因工程向水稻細(xì)胞轉(zhuǎn)入三種酶基因(如圖38)，其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β－胡蘿卜素而呈現(xiàn)金黃色�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）已知酶A基因來(lái)自細(xì)菌，酶B基因來(lái)自玉米，酶D基因來(lái)自其他植物。圖示三種基因的本質(zhì)區(qū)別是_____________________。構(gòu)建上述基因組合，需用到的酶是______________________。

（2）提取農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，將上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Ti質(zhì)粒的相關(guān)片段中就可整合到水稻染色體DNA上，原因是Ti質(zhì)粒上的___________可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。已知農(nóng)桿菌對(duì)多數(shù)單子葉植物沒(méi)有感染能力，需在人工受傷的水稻細(xì)胞上涂抹___________化合物。

（3）將成功導(dǎo)入上述基因的水稻細(xì)胞置于培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)___________兩個(gè)過(guò)程可獲得幼苗，幼苗在長(zhǎng)大成熟后，所結(jié)種子的胚乳將富含___________。細(xì)菌與植物之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成功，說(shuō)明了____________________________________________ 。 （答出合理一條即可）

Answer 1

【答案】堿基排列順序不同(或脫氧核苷酸排列順序不同) 限制酶(或限制性核酸內(nèi)切酶)和DNA連接酶 T-DNA 酚類 脫分化、再分化 β一胡蘿卜素 DNA可以從原核生物轉(zhuǎn)移到真核生物；基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位；所有生物的基因的表達(dá)過(guò)程是相同的；所有生物共用一套遺傳密碼

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)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(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)；個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，圖示三種基因的本質(zhì)區(qū)別是堿基排列順序不同。構(gòu)建上述基因組合，先要使用限制酶分別切割含有上述三種基因的DNA片段，再用DNA連接酶將獲得的上述三種基因進(jìn)行連接，即需用到的酶是限制酶（或限制性核酸內(nèi)切酶）和DNA連接酶。

（2）農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA，可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，據(jù)此，提取農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，將上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使上述結(jié)構(gòu)整合到水稻染色體DNA上。當(dāng)植物體受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞�？梢�(jiàn)，在人工受傷的水稻細(xì)胞上涂抹酚類化合物，就能使農(nóng)桿菌感染單子葉植物水稻。

（3）成功導(dǎo)入上述基因的水稻細(xì)胞，需借助植物組織培養(yǎng)技術(shù)，將其置于培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)脫分化、再分化兩個(gè)過(guò)程可獲得幼苗；該幼苗在長(zhǎng)大成熟后，由于酶A基因和酶B基因的成功表達(dá)，導(dǎo)致所結(jié)種子的胚乳富含β一胡蘿卜素。該技術(shù)的成功，說(shuō)明了DNA可以從原核生物轉(zhuǎn)移到真核生物；基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位；所有生物的基因的表達(dá)過(guò)程是相同的等。