Question

【題目】下圖表示某抗蟲水稻主要培育流程。請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題：

（1）過程①需要的工具酶有 。過程②常用 溶液處理土壤農(nóng)桿菌，使其成為感受態(tài)。

過程④依據(jù)的生物學(xué)原理是 。

（2）組建理想的載體需要對(duì)天然的質(zhì)粒進(jìn)行改造。下圖是天然土壤農(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(qǐng)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 。

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 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(zhǎng)；第二，使質(zhì)粒帶有單一限制酶作用位點(diǎn)，有利于 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 的培養(yǎng)基上能夠生長(zhǎng)。

（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(qǐng)?jiān)诖痤}紙?zhí)峁┑碾p鏈上標(biāo)出切割DNA分子后形成的黏性末端上的堿基 。

Answer 1

【答案】(1)限制酶和DNA連接酶 CaCl2（或Ca2+） 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）

【解析】（1）圖中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需要限制酶和DNA連接酶的催化作用；過程②是將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的過程，需要用氯化鈣處理農(nóng)桿菌，使得其成為感受態(tài)，便于目的基因的導(dǎo)入。④過程是用含有目的基因的水稻胚細(xì)胞離體培養(yǎng)成完整的植物體，應(yīng)用的生物技術(shù)主要是植物組織培養(yǎng)，其原理是植物細(xì)胞的全能性。

（2）①啟動(dòng)子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。

②tms的編碼產(chǎn)物控制合成吲哚乙酸和tmr的編碼產(chǎn)物控制合成細(xì)胞分裂素，因此用限制酶I處理tms和tmr基因，可以保證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(zhǎng)，另外使得質(zhì)粒只有一個(gè)作用位點(diǎn)，也有利于目的基因（或外源DNA）準(zhǔn)確插入。

③限制酶Ⅱ分別切割質(zhì)粒，破壞了tmr和tet基因，tet基因是四環(huán)素抗性基因，但卡那霉素抗性基因沒有被破壞，重組Ti質(zhì)粒，再分別以含四環(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，觀察到的細(xì)胞生長(zhǎng)的情況是在含卡那霉素的培養(yǎng)基中能夠生長(zhǎng)，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)。

（3）已知限制酶Ⅱ識(shí)別的核苷酸序列及切割位點(diǎn)為-G↓ACGTC-，則根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，可以將限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端配對(duì)完整，形成DNA鏈為GACGTC//CTGCAG，則該酶識(shí)切割DNA分子后形成的黏性末端上的堿基是。