Question

【題目】遺傳育種專(zhuān)家經(jīng)過(guò)不懈努力，利用基因工程的方法改造農(nóng)作物，取得顯著成果，培育出了許多轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。比較典型的是將蘇云金桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)移嫁接到棉花體內(nèi)使之產(chǎn)生毒蛋白，殺死棉鈴蟲(chóng)，從而培育出了抗蟲(chóng)棉。下圖是棉花毒蛋白基因表達(dá)的過(guò)程，請(qǐng)分析回答：

（1）圖中mRNA形成的場(chǎng)所是________________。因?yàn)樘K云金桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)移嫁接到了棉花細(xì)胞內(nèi)的DNA分子上，從而控制合成出了如圖中的［ ］__________，此物質(zhì)再經(jīng)加工、折疊、纏繞，就形成了致死棉鈴蟲(chóng)的毒蛋白�；罨�的毒性物質(zhì)全部或部分嵌合于昆蟲(chóng)的細(xì)胞膜上，使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，導(dǎo)致細(xì)胞由于_________平衡的破壞而破裂。

（2）若科學(xué)工作者已從蘇云金桿菌中分離出來(lái)殺蟲(chóng)晶體蛋白質(zhì)的基因(Bt)，在實(shí)驗(yàn)室中，還需快速大量地獲得Bt基因,可以采用_________方法，在合成過(guò)程中需加入的物質(zhì)有__________。

（3） 在大田中種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的同時(shí),一般都間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因的棉花或其他作物,從生物進(jìn)化的角度分析,這種做法的主要目的是減緩___________________________的增加速度;抗蟲(chóng)棉培育成功的意義在于_______________________________________,有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

Answer 1

【答案】細(xì)胞核 Ⅲ多肽鏈（或肽鏈） 滲透壓 PCR Bt基因模板、引物、四種游離的脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定性DNA聚合酶 棉鈴蟲(chóng)抗性基因頻率 減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染(或環(huán)境保護(hù))

【解析】

圖示表示以mRNA為模板合成肽鏈的翻譯過(guò)程，其中Ⅰ代表攜帶氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，Ⅱ表示核糖體，Ⅲ表示正在合成的肽鏈。

（1）圖中mRNA是在細(xì)胞核中通過(guò)轉(zhuǎn)錄過(guò)程合成的。不同生物共用一套密碼子，蘇云金桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)移嫁接到棉花細(xì)胞內(nèi)的DNA分子上，可以控制合成出圖中的Ⅲ多肽鏈（或肽鏈），肽鏈再經(jīng)加工、折疊、纏繞，就形成了致死棉鈴蟲(chóng)的毒蛋白。活化的毒性物質(zhì)全部或部分嵌合于昆蟲(chóng)的細(xì)胞膜上，使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，水分子可通過(guò)孔道大量進(jìn)入，導(dǎo)致細(xì)胞滲透壓平衡被破壞，造成細(xì)胞破裂。

（2）若已從蘇云金桿菌中分離出來(lái)殺蟲(chóng)晶體蛋白質(zhì)的基因(Bt)，在實(shí)驗(yàn)室中可依據(jù)DNA雙鏈復(fù)制的原理，采用PCR方法快速大量地獲得Bt基因，合成過(guò)程中反應(yīng)體系需加入Bt基因作為模板，另外還需要加入引物、四種游離的脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定性DNA聚合酶。

（3） 在大田中種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的同時(shí),一般都間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因的棉花或其他作物,從生物進(jìn)化的角度分析,這種做法的主要目的是使不具有抗性的棉鈴蟲(chóng)存活，減緩棉鈴蟲(chóng)抗性基因頻率的增加速度;抗蟲(chóng)棉的成功培育，可以大大減少農(nóng)藥的使用，減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染(或環(huán)境保護(hù))。