Question

2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书。下图表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：

（1）④过程应用的主要生物技术是               。

（2）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于           工程技术范畴。

（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制性内切酶作用位点），据图分析：

①人工改造时，要使抗虫基因表达，还应插入____________。

②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的是：第一，去除质粒上的            （基因），保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于___________。第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等。

③若用限制酶Ⅰ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的现象是                                             。

（4）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的粘性末端为，则该酶识别的核苷酸序列是                    。

Answer 1

（1）植物组织培养

（2）蛋白质

（3）①启动子

②tms和tmr（2分）  目的基因（或外源DNA）准确插入

③在含卡那霉素的培养基能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长

（4）GACGTC

解析:

综合考查选修3教材中的基因工程与植物组织培养相关知识。

（1）④过程将水稻胚细胞培养成水稻植株，故主要利用了植物组织培养技术。

（2）根据原有蛋白质的结构设计改造基因控制合成新的蛋白质属于蛋白质工程。

（3）载体上与目的基因表达有关的是启动子和终止子，据图观察缺少启动子，故改造载体时要插入启动子。因为要避免T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长，因此改造时要去除原先载体上的tms和tmr，避免它们控制合成相应的生长素、细胞分裂素引起细胞生长、无限分裂。使质粒带有单一限制酶作用位点，使得目的基因只能与含有用来切目的基因的酶位点的载体结合，不会多种载体结合，有利于目的基因的准确插入。因改造质粒时用限制酶Ⅱ切割破坏了四环素抗性基因，质粒中的标记基因只剩下卡那霉素的抗性基因。故分别在含四环素和卡那霉素的培养基培养相应的水稻胚细胞时，在含卡那霉素的培养基能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长。

（4）因同种限制酶切割的粘性末端相同且互补，则可推知限制酶Ⅱ的另外一种粘性末端为：G-/ACGTC- ，则该酶识别的核苷酸序列是GACGTC。