Question

12．我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质．如图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答．

（1）为了在短时间内获得大量铁结合蛋白基因，可以采用PCR技术．与细胞内DNA复制时的解旋过程相比，该技术的DNA解链过程有何不同？不需要解旋酶（写出一点即可）
（2）构建重组Ti质粒时，通常先要用（同种）限制酶分别切割含目的基因的DNA片段和质粒，以使目的基因能插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中．将重组Ti质粒导入农杆菌时，可以用Ca²⁺（氯化钙）处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入．然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体DNA上．
（3）将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织；检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因稻米铁的含量．

Answer 1

分析 分析题图：重组Ti质粒中铁结合蛋白基因称为目的基因，潮霉素抗性基因为标记基因；将重组Ti质粒导入受体细胞的方法是农杆菌转化法；将开花后未成熟的胚进行植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，作为受体细胞，最终培育形成转基因水稻，过程中需要生长素和细胞分裂素进行调节．

解答 解：（1）PCR技术可在体外大量扩增目的基因，因此为了在短时间内获得大量铁结合蛋白基因，可以采用PCR技术．与细胞内DNA复制时的解旋过程相比，该技术的DNA解链过程不需要解旋酶，通过高温变性达到解旋的目的．
（2）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上．构建重组Ti质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割Ti质粒和含目的基因的DNA片段，使以使目的基因能插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中．将目的基因导入微生物细胞时常用用感受态转化法，即用CaCl₂溶液处理农杆菌使之成为感受态细胞，易于重组Ti质粒导入．然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体DNA上．
（3）将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中铁含量．
故答案为：
（1）PCR    不需要解旋酶
（2）（同种）限制酶　    T-DNA　    Ca²⁺（氯化钙）　 染色体DNA
（3）含有重组质粒的愈伤组织　　铁的含量

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题．