Question

【題目】Bt基因即是蘇云金芽胞桿菌基因，因其表達(dá)產(chǎn)物Bt毒蛋白殺蟲效果好、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)而成為應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)殺蟲基因。將Bt基因?qū)�入棉花�?xì)胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉，其過程如下圖所示：

注：質(zhì)粒中“Bt”代表“Bt基因”，“KmR”代表“卡那霉素抗性基因”

(1)過程①需用到的工具酶有______________。為將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應(yīng)使用___________的選擇培養(yǎng)基。

(2)將目的基因?qū)�入棉花�?xì)胞常采用的方法是_____，其過程是先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的___________中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的____________上。

(3)過程③④分別是___________，將棉花細(xì)胞培養(yǎng)成試管苗的過程體現(xiàn)了____________________。

(4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是_____________。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少_____________的使用，以減輕環(huán)境污染，從而保護(hù)生物多樣性。

Answer 1

【答案】限制性核酸內(nèi)切（限制）酶和DNA連接酶 含卡那霉素 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 T-DNA 染色體DNA 脫分化再分化 植物細(xì)胞具有全能性 投放棉鈴蟲 農(nóng)藥

【解析】

本題考查基因工程及植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)。基因工程需要限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體；目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；通過標(biāo)記基因表達(dá)的性狀設(shè)計(jì)培養(yǎng)基篩選出含目的基因的細(xì)胞。植物組織培養(yǎng)經(jīng)過脫分化和再分化，培育成植株。據(jù)圖所示可知，過程①是目的基因?qū)�入到Ti質(zhì)粒的T-DNA中，過程②是重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌，過程③、④依次是脫分化、再分化。

(1)過程①是目的基因?qū)�入到Ti質(zhì)粒的T-DNA中，需用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，將Bt基因剪切下來和質(zhì)粒連接。重組Ti質(zhì)粒上含卡那霉素抗性基因，該基因使受體細(xì)胞具有抵抗卡那霉素的特性，因此可以用含有卡那霉素的培養(yǎng)基來培養(yǎng)棉花細(xì)胞，能在該培養(yǎng)基上生長的細(xì)胞含有重組質(zhì)粒，故將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應(yīng)使用含卡那霉素的選擇培養(yǎng)基。

(2)如圖所示，將目的基因?qū)�入棉花�?xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上只有T-DNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞的染色體中，故要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA中；過程③將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，目的是讓攜帶有Bt基因的T-DNA片段轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的染色體DNA上。

(3)據(jù)圖可知，過程③、④依次是脫分化形成愈傷組織、再分化形成幼苗，將棉花細(xì)胞培養(yǎng)成試管苗，是一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整的植株，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。

(4)轉(zhuǎn)基因棉含有Bt基因，能合成Bt蛋白殺死棉鈴蟲，要檢測(cè)其抗蟲性，常用方法是在棉地里投放棉鈴蟲，觀察棉鈴蟲吃了葉片后是否死亡。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，依靠棉花植株自身產(chǎn)生毒蛋白，殺死棉鈴蟲，減少了農(nóng)藥的使用，以免農(nóng)藥殺死其他生物，以減輕環(huán)境污染，從而保護(hù)生物多樣性。