Question

18．图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列有关问题：

（1）若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，那么在①过程中，应用限制酶Ⅱ切割质粒，用限制酶Ⅰ（Ⅰ和Ⅱ）切割抗虫基因． 请画出质粒被限制性内切酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端：．①过程所需工具酶还有DNA连接酶．该酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？否．
（2）通过①过程中得到的重组质粒就是基因表达载体，它除了图中所体现的组成外，还必须有的组成是启动子、终止子等．构建基因表达载体是基因工程的核心，其目的是：使目的基因在受体细胞中在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代、能够表达和发挥作用．
（3）将通过②过程得到的农杆菌涂布在含有四环素的培养基上，能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导人．
（4）农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞后，目的基因的最终位置是受体细胞染色体DNA上，是否得到符合要求的受体细胞，检测所采用的方法是：DNA分子杂交技术，经筛选分析，该植株细胞中的一条染色体上含有一个携带抗虫基因的DNA片段，理论上，该转基因植株与普通普通棉杂交所获F1中，仍具有抗虫特性的植株占总数的$\frac{1}{2}$．

Answer 1

分析 分析题图：图示表示利用基因工程培育抗虫棉过程，其中①表示基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶和DNA连接酶；②是将目的基因导入大肠杆菌细胞，使之随着大肠杆菌细胞的繁殖而扩增；③④表示采用农杆菌转化法将目的基因导入棉花根细胞；⑤表示采用植物组织培养技术将受体细胞培育成转基因植株．

解答 解：（1）由图可知，质粒上的两个标记基因中均有限制酶Ⅰ（-↓GATC-）的识别序列和切点，若用该酶切割会将两个标记基因均破坏，因此只能用限制酶Ⅱ切割质粒，但切割含有抗虫基因的外源DNA分子时可以只用限制酶Ⅰ，也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ．限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，因此用限制酶Ⅱ割后所形成的黏性末端是．①表示基因表达载体的构建过程，该过程还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒；DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列酶有专一性要求，只要黏性末端相同即可．
（2）基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、标记基因和终止子等，因此除了图中组成（标记基因和目的基因）外，还必须有的组成是启动子、终止子等．构建基因表达载体是基因工程的核心，其目的：是使目的基因在受体细胞中在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代、能够表达和发挥作用．
（3）用限制酶Ⅱ切割质粒后会破坏氨苄青霉素抗性基因，不会破坏四环素抗性基因，因此能在含四环素的培养基上生存的大肠杆菌已经成功导入普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入．
（4）检测目的基因是否整合到受体细胞染色体DNA上可采用DNA分子杂交技术；该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子（记作Aa），则理论上，该转基因植株与普通普通棉（aa）杂交所获F₁代中，仍具有抗虫特性的植株（A_）占总数的$\frac{1}{2}$．
故答案为：
（1）ⅡⅠ（Ⅰ和Ⅱ）        DNA连接酶     否
（2）启动子、终止子   在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代、能够表达和发挥作用
（3）四环素
（4）DNA分子杂交技术   $\frac{1}{2}$

点评 本题结合转基因棉花培育过程图，考查基因工程、基因分离定律的实质及应用等知识，要求考生识记基因工程的工程及操作步骤，能根据限制酶识别序列选择合适的限制酶，并能准确判断图中各过程的名称；掌握基因分离定律的实质，并能运用其进行简单的计算．