Question

正当中国各界激烈争论转基因水稻安全问题之际，在菲律宾首都马尼拉郊外的一片稻田里，一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获．这种转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素A．由于含有可以生成维生素A的β-胡萝卜素．它呈现金黄色泽，故称“金色大米”．（摘自20l0年4月＜新世纪＞周刊）“金色大米”的培育流程如图所示．请回答下列问题．（已知酶Ⅰ的识别序列和切点是-G ^↓ GATCC-，酶Ⅱ的识别序列和切点是-^↓ GATC-）．

（1）图中a、b所示获得目的基因的方法是

 

，培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是

 

．图中c称作

 

，它的构成除了复制原点、目的基因外，还必须有

 

、

 

、

 

等．
（2）据图分析，在构建c的过程中，目的基因用

 

（限制酶Ⅰ或限制酶Ⅱ）进行了切割．检验重组载体导入能否成功需要利用

 

作为标记基因．
（3）过程e运用了细胞工程中的

 

技术，该技术的理论依据是

 

；在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行

 

和

 

．
（4）若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好，则需要通过

 

工程手段对合成维生素A的相关目的基因进行设计．该工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要原因是

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,蛋白质工程,植物培养的条件及过程

专题：

分析：分析图解：图中a表示转录过程，b表示利用mRNA进行逆转录合成目的基因，c表示基因表达载体的构建，d表示目的基因导入受体细胞，e是水稻细胞进行植物的组织培养并筛选出符合要求的植株．
目的基因的两侧分别有-GGATCC-、-GATC-两种序列，根据两种酶的酶切位点，限制酶Ⅰ只能切割左侧的序列，而限制酶Ⅱ可以切割两侧的序列．

解答： 解：（1）图中a表示转录过程，b表示逆转录，因此可以看出图中a、b所示表示通过逆转录法获得目的基因．基因工程操作四步曲中的核心步骤是基因表达载体的构建．图中c称作基因表达载体（或重组质粒，重组DNA分子），它的构成除了复制原点、目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等．
（2）据图分析，目的基因的两侧有-GGATCC-、-GATC-两种序列，由于酶I的识别序列和切点是一G↓GATCC一酶II的识别序列和切点是一↓GATC-，因此只能选择限制酶Ⅱ获取目的基因．图中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此检验重组载体导入能否成功，需要利用基因I作为标记基因．
（3）过程e将水稻细胞培养成完整植株运用了细胞工程中的植物组织培养技术，该技术的理论依据是植物细胞的全能性．在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植株．
（4）若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好，则需要通过蛋白质工程手段对合成维生素A的相关目的基因进行设计．该工程是一项难度很大的工程，因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解，所以目前成功的例子不多．
故答案为：
（1）反转录法（逆转录合成）       基因表达载体的构建        基因表达载体（或重组质粒，重组DNA分子）     启动子       终止子      标记基因
（2）限制酶Ⅱ基因I
（3）植物组织培养      细胞全能性      脱分化       再分化
（4）蛋白质            因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解

点评：本题具有一定的综合性，难度适中，考查基因工程中目的基因的获取、基因表达载体的构建、限制酶、植物组织培养技术、蛋白质工程等方面的知识，要求考生能识记基因工程技术的操作步骤，以及限制酶的作用特点，培养了考生识图能力和审题能力．